فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و سوم شماره 5 (امرداد 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/05/24
  • تعداد عناوین: 26
|
  • فرزین سلماسی*، بهرام نورانی، رضا نوروزی، فائزه رضایی صفحه 1

    سرریزهای لبه تیز پلان مثلثی، سرریزهایی هستند که از یک لبه مستقیم و صاف برخوردار نبوده و در پلان، از حالت خطی شکسته برخوردار می باشند. هدف از این تحقیق ارایه یک رابطه برای تعیین ضریب دبی جریان این نوع از سرریزها می باشد که در نهایت یک رابطه رگرسیونی با استفاده از داده های آزمایشگاهی بر اساس پارامترهای هندسی h/p و α ارایه شد. برای صحت سنجی، نتایج حاصل از این رابطه با نتایج مدل عددی فلوینت مورد مقایسه قرار گرفت که حاکی از دقت بالای رابطه مذکور بود. علاوه بر این به عملکرد مدل های هوشمند شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، برنامه ریزی بیان ژن (GEP) و مدل های رگرسیونی چند متغیره خطی و غیر خطی در کاربرد رابطه دبی - اشل سرریزهای لبه تیز پلان مثلثی پرداخته شد. ارزیابی نتایج به دست آمده با استفاده از معیارهای آماری R2، RMSE، NSE و RE% انجام گردید. مقادیر معیارهای آماری R2، RMSE، NSE و RE% برای مدل ANN به ترتیب 998/0، 0076/0، 997/0 و %74/1 به دست آمد که نشان از برتری این مدل نسبت به سایر روش ها را دارد. همچنین نتایج نشان داد که در سرریزهای پلان مثلثی بسته به زاویه قرارگیری، میزان ضریب دبی جریان 1 الی 8 درصد نسبت به سرریزهای هم عرض کانال افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: سرریز، پلان مثلثی، ضریب دبی، دبی - اشل، انسیس فلوئنت
  • محسن اعرابی، هادی سروری* صفحه 2

    در کشورهای در حال توسعه به دلیل مشکلات اقتصادی و اجتماعی، محدودیت ها در منابع و بودجه، ریسک بالا در صنعت ساخت و دیگر محدودیت های موجود، دولت ها قادر به اجرای پروژه ها به تنهایی نمی باشند. بکارگیری مشارکت بخش خصوصی طی سالیان اخیر توسط دولت ها و مدیران شهری، یکی از راه کارهای کارآمد جهت توسعه بیشتر شهرها بوده است. با این حال بسیاری از کشورهای درحال توسعه و از جمله ایران، جهت جذب مشارکت بخش خصوصی در سرمایه گذاری زیرساخت های شهری همواره با چالش مواجه بوده اند. از این رو پژوهش حاضر قصد دارد موانع پیش روی دولت ها و مدیران شهری را در جذب سرمایه های خصوصی را مورد ارزیابی قرار هد. جهت انجام این کار روش کیفی مورد استفاده قرار گرفت. در این پژوهش از پرسشنامه ساختاریافته جهت جمع آوری اطلاعات استفاده گردید. در مجموع نظرات تعداد 60 نفر از متخصصان از بخش های دولتی و خصوصی، جهت شناسایی و ارزیابی موانع جلب مشارکت بخش خصوصی در اجرای پروژه های شهری اخذ گردید. موانع شناسایی شده در جلب مشارکت بخش خصوصی به سه دسته کلی، یعنی موانع فنی و سازمانی، موانع مالی و اقتصادی و موانع سیاسی و حقوقی تقسیم شدند. نتایج پرسشنامه با استفاده از نرم افزار SPSS آنالیز گردید. طبق نتایج بدست آمده، موانع فنی و سازمانی دارای بیشترین اهمیت در جلب مشارکت بخش خصوصی دارا هستن. همچنین موانع مالی و اقتصادی و موانع سیاسی و حقوقی به ترتیب درجه های بعدی اهمیت در جلب مشارکت بخش خصوصی را براساس نظرات کارشناسان به خود اختصاص دادند.

    کلیدواژگان: مشارکت بخش خصوصی، پروژه های شهری، ساخت و ساز شهری، تحلیل آماری، ایران
  • یوسف رجبی زاده، سید علی ایوب زاده*، کورش قادری صفحه 3

    آبشستگی پایه پل یکی از عوامل اصلی تخریب پل ها در سراسر جهان است. علی رغم تحقیقات گسترده ای که در این زمینه انجام شده، مطالعه در این مبحث همواره مورد توجه محققین بوده و بررسی روش های مختلف در مقابله با آن ضرورت دارد. طوق سازه ای ساده و ارزان برای حفاظت در مقابل آبشستگی پایه پل می باشد. در این تحقیق تاثیر اندازه و ارتفاع نصب طوق بر آبشستگی پایه پل و تعیین بهترین شرایط عملکرد طوق در دو حالت جریان ماندگار و غیرماندگار مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش ها از سه اندازه طوق مختلف و سه ارتفاع نصب متفاوت نسبت به سطح بستر استفاده شد. پس از محاسبه درصد کاهش آبشستگی در همه ی حالات آزمایش و مقایسه آن ها، بررسی نمودار توسعه زمانی حفره آبشستگی و مقایسه ی حداکثر عمق آبشستگی ایجاد شده در حالات مختلف، مشخص شد که افزایش اندازه طوق و کاهش ارتفاع نصب طوق نسبت به سطح بستر سبب کاهش بیشتر عمق آبشستگی پایه پل می شود که این روند تغییرات در حالت جریان غیرماندگار مشهودتر بود. همچنین با مقایسه ی دو متغیر اندازه و ارتفاع نصب طوق مشخص شد که ارتفاع نصب طوق با نسبت بی بعد H/D=0.5 در هر دو جریان ماندگار و غیرماندگار بهترین عملکرد و بیشترین تاثیر را در کاهش آبشستگی اطراف پایه پل دارد.

    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، پایه پل، طوق، کنترل آبشستگی، هیدروگراف
  • قاسم پاچیده، مجید قلهکی* صفحه 4

    امروزه با توجه به بحث های زیست محیطی و تاثیرات سوء استفاده از سیمان بر طبیعت، استفاده از مواد بازیافتی در بتن یا ملات افزایش یافته است. در واقع می توان برخی از مواد بازیافتی را بعنوان جایگزین بخشی از سیمان مصرفی در بتن یا ملات استفاده نمود. در این مقاله با جایگزینی چهار نوع ماده بازیافتی شامل پودرهای آهن، لاستیک، شیشه و پوسته تخم مرغ به ملات سیمانی با مقادیر 7، 14، 21 و 28%، خصوصیاتی از قبیل مقاومت فشاری و کششی، جذب آب و خواص ریزساختار آن مطابق استاندارد بررسی گردید. آزمایشات مقاومتی و ریزساختار نمونه ها پس از 28 روز عمل آوری و آزمایش جذب آب در سنین 7، 28، 56 و 90 روزه انجام شدند. نتایج نشان دادند که استفاده از تمامی مواد افزودنی استفاده شده تا 14%، مقاومت فشاری را حداکثر تا 14% افزایش می دهند. تا میزان استفاده از 28% مواد افزودنی ، مقاومت کششی نسبت به نمونه شاهد بیشتر بوده که استفاده از 7% مواد افزودنی مقاومت کششی بیشتری در بر خواهد داشت. همچنین میزان جذب آب نمونه های حاوی پودر شیشه و پوسته تخم مرغ تا حدود 35% کمتر از سایر نمونه ها می باشد که این مساله بخوبی در آزمایش SEM قابل مشاهده می باشد.

    کلیدواژگان: ملات سیمانی، افزودنی های ضایعاتی، خصوصیات مکانیکی، جذب آب، SEM
  • هادی فرهادی، علی اسماعیلی، محمد نجف زاده* صفحه 5

    سیل یکی از بلایای طبیعی می باشد که به زیر ساخت های شهری، زمین های کشاورزی و منابع طبیعی خسارات جبران ناپذیری وارد می نماید. لذا دستیابی به اطلاعات جامع در مورد عوامل موثر بر میزان قدرت تخریب سیل می تواند در برآورد میزان خسارت وارده مفید واقع شود. از این رو، در این تحقیق، هدف ایجاد پایگاه داده پارامترهای تاثیر گذار در قدرت تخریب سیل به صورت موردی با بکارگیری تصاویر ماهواره لندست-7 با سنجنده ETM+ و داده های DEM ASTER می باشد که در آن از روش داده کاوی درخت تصمیم استفاده شده است. در این تحقیق پارامترهای محیطی نظیر پوشش گیاهی، شیب طبیعی زمین و جهت شیب به منظور ارزیابی قدرت تخریب سیل در منطقه مورد مطالعه در نظر گرفته شده اند و مدل درخت تصمیم با استفاده از این معیارها ایجاد شد. درنهایت براساس این پارامترها، تعداد پیکسل های تغییر یافته (بعد از وقوع سیلاب) در منطقه مورد مطالعه 692361 می باشد که بیانگر 49/62312 هکتار اراضی تخریب شده در منطقه مورد مطالعه است. با توجه به یافته های تحقیق حاضر، اراضی با ویژیگی های پوشش گیاهی کم، به عبارت دیگر دارای شاخص پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده (NDVI) بین 2/0 تا 4/0، شیب پایین 0 تا 45 درجه و جهت شیب جنوبی بیشترین تخریب ناشی از سیل را دارند. همچنین مناطقی که دارای NDVI متراکم، شیب زیاد و جهت شیب شمالی می باشند، کمترین تاثیر را از سیل می پذیرند. در نهایت، می توان نتیجه گرفت که روش داده کاوی درخت تصمیم با افزایش متغیرهای ورودی دقت و کیفیت بهتری در تعیین پارامترهای موثر در برآورد قدرت تخریب سیل ارایه می دهد.

    کلیدواژگان: سیل، درخت تصمیم، داده کاوی، تشخیص تغییرات، لندست-7
  • رویا موسی پور*، مصطفی رضوانی شریف، سید بهرام بهشتی اول صفحه 6

    دیوار برشی بتن آرمه از جمله سیستم های مقاوم جانبی متداول در ساختمان های میان مرتبه و بلند مرتبه محسوب می شود. بررسی رفتار ساختمان ها در طی زلزله های شدید گذشته نیز عملکرد مناسب این دیوارها را در کنترل آسیب های سازه ای و غیرسازه ای، به حداقل رساندن خسارات وارده و محدود کردن جابجایی نسبی طبقات نشان می دهد. تقویت و بهسازی این عناصر می تواند تاثیر بسزایی در بهبود پاسخ و رفتار سازه اولیه داشته باشد. یکی از روش های تقویت این نوع دیوارها، استفاده از ورق های پلیمری مسلح شده با الیاف (FRP) است که امروزه به طور گسترده ای در بهسازی ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرد. مرور ادبیات فنی نشان می دهد که مطالعه بر روی نحوه رفتار دیوارهای برشی موجود در ساختمان های میان مرتبه و بلند مرتبه تحت تقویت با ورق های FRP بسیار کمتر از دیوارهای موجود در ساختمان های با ارتفاع کم (دیوارهای کوتاه) مورد توجه قرارگرفته است. به این ترتیب، در این تحقیق رفتار لرزه ای دیوارهای برشی بتن آرمه موجود در ساختمان های میان مرتبه و بلند مرتبه در اثر تقویت با ورق های FRP مورد بررسی قرار گرفته است. دیوارهای مورد نظر این پژوهش شامل سه گروه دیوار با ارتفاع 16، 4/22 و 32 متری است که با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS تحت بار گذاری محوری و جانبی یک طرفه مورد تحلیل قرارگرفته و رفتار آن ها تحت تقویت با دو نوع ورق تقویتی CFRP و GFRP و دو نوع چیدمان ضربدری و دورپیچ افقی بررسی شده است. نتایج، افزایش ظرفیت باربری و شکل پذیری و جذب انرژی دیوارهای برشی بتنی میان مرتبه و بلند مرتبه را در اثر تقویت با ورق های FRP نشان می دهد.

    کلیدواژگان: دیوار برشی بتن مسلح، دیوار برشی بلند مرتبه، تقویت با FRP، ورق GFRP، ورق CFRP
  • پژمان فاضلی دهکردی، محمود قضاوی، نوید گنجیان* صفحه 7

    وجود بستر صلب نظیر سنگ سخت در زیر لایه های ماسه ای نسبتا نازک و استفاده از مسلح کننده های سه بعدی (ژیوسل) می تواند سبب بهبود قابل توجه رفتار و فشار باربری شالوده های سطحی گردد. در این مطالعه رفتار شالوده های دایره ای واقع بر خاک های ماسه ای نازک در حالت غیر مسلح و مسلح شده با ژیوسل مورد مطالعه قرار گرفته است. با انجام آزمون های بزرگ مقیاس، تاثیر ابعاد شالوده، ضخامت لایه ماسه ای و ژیوسل به صورت همزمان و مجزا بر میزان باربری و تغییر شکل ها بررسی شد. اثر تغییر در ضخامت لایه خاکی بر رفتار شالوده با ثابت در نظر گرفتن ابعاد و موقعیت بهینه برای ژیوسل ارزیابی گردید. بر طبق نتایج، بهبود ظرفیت باربری و کاهش نشست شالوده در هر دو حالت مسلح و غیر مسلح در شرایط با نسبت ضخامت لایه ماسه ای به عرض شالوده کمتر از دو مشاهده گردید. همچنین عمق اثرگذاری بستر صلب در هر دو حالت، حدود دو برابر عرض شالوده حاصل شد. ترکیب مسلح کننده ژیوسل و بستر صلب به ترتیب به عنوان عامل های محصور کنندگی جانبی و قایم، ظرفیت باربری و کاهش نشست در نقطه گسیختگی را به ترتیب تا 45% و 53% افزایش داد. نتایج این آزمون ها در تعریف ضرایب جدید برای بسط روابط کلاسیک ظرفیت باربری برای شالوده های واقع بر خاک های با ضخامت کم در حالت مسلح و غیر مسلح مورد استفاده قرار گرفت. مقایسه دستاوردهای حاصل از این پژوهش با تحقیقات پیشین، سازگاری خوب آن ها را تایید نمود.

    کلیدواژگان: شالوده دایره ای، ظرفیت باربری، ماسه، بستر صلب، ژئوسل
  • احمدرضا مظاهری* صفحه 8

    خاکهای رسی به دلیل ریز بودن ذرات قادر خواهند بود ترک های ایجاد شده در خود را تا حدودی بهبود داده و ترمیم نمایند. بنابراین سازه های خاکی ایجاد شده با خاک رس به صورت بالقوه خاصیت خودترمیمی دارند و از جمله عواملی که می تواند این خاصیت را تقویت نماید می توان به افزایش فشار سربار، وجود افزودنی در خاک رس و خصوصیات اولیه خاک اشاره نمود. در این مقاله تاثیر حضور افزودنی نانورس، تغییرات فشار آب منفذی و گذشت زمان بر خاصیت خود ترمیمی خاک رس مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای انجام آزمایشات مورد نظر و کنترل فشار وارد بر نمونه ها دستگاهی طراحی و ساخته شده است که در این دستگاه نمونه به قطر 10 سانتیمتر و ارتفاع 5 سانتیمتر ساخته می شود و فشار آب را می توان از 0 تا 500 کیلوپاسکال تغییر داد. نتایج تحقیق نشان می دهد هنگامی که در نمونه ترک یک میلی متر ایجاد شده باشد در شرایط بدون اعمال فشار و طی 60 دقیقه حدود 500 میلی لیتر آب از ترک عبور می کند ولی زمانی که نمونه حاوی 2 و 5 درصد نانو رس باشد با وجود ترک 1 میلی متر در آن میزان آب عبوری از ترک طی 60 دقیقه به ترتیب 40 و 5 میلی لیتر خواهد بود. این میزان کاهش آب عبوری تاثیر مثبت ریز دانه های در مقیاس نانو را در بسته شدن ترک ایجاد شده نشان می دهد.

    کلیدواژگان: خاصیت خود ترمیمی، فشار آب منفذی، نانو رس مونت موریلونیت، ترک، زمان
  • محمود عامری*، ابوالفضل افشین، مهدی ابراهیم زاده شیراز، آرش رحیمی ینگجه صفحه 9

    استفاده از پودر لاستیک به منظور اصلاح خواص عملکردی قیر، همواره مورد توجه محققین بوده است. نتایج نشان داده است که استفاده از پودر لاستیک در مخلوط های آسفالتی منجر به بهبود عملکرد و افزایش دوام روسازی می گردد. با این وجود، افزایش ویسکوزیته قیر اصلاح شده با پودر لاستیک که منجر به افزایش دمای اختلاط و تراکم مخلوط آسفالتی می گردد، به عنوان یکی از معایب کاربرد پودر لاستیک شناخته می شود. بنابراین، زمینه مناسبی برای استفاده از افزودنی های نیمه گرم وجود دارد تا علاوه بر بهبود عملکرد مخلوط آسفالتی، رویکرد کاهش مصرف انرژی و تولید آلودگی های زیست محیطی نیز مورد توجه قرار گیرد. از طرف دیگر قیر نقش مهمی در تعیین عملکرد مخلوط های آسفالتی دارد. همچنین بررسی خصوصیات مخلوط های آسفالتی زمان بر و پرهزینه می باشد. بنابراین ارزیابی خصوصیات عملکردی قیرها کمک زیادی به شناخت عملکرد مخلوط های آسفالتی در برابر انواع خرابی ها می کند. هدف اصلی در این پژوهش، بررسی تاثیر افزودنی های نیمه گرم آلی (واکس ها) بر عملکرد شیارشدگی قیر اصلاح شده با پودر لاستیک با استفاده از آزمایش تنش خزشی چندگانه برگشت پذیر می باشد. آزمایش تنش خزشی چندگانه برگشت پذیر روش جدیدی به منظور ارزیابی عملکرد شیارشدگی قیرها می باشد که پارامترهای حاصل از آن در مقایسه با معیارهای شارپ همبستگی بهتری با نتایج آزمایش های شیارشدگی مخلوط آسفالتی دارند. نتایج بدست آمده از این پژوهش نشان می دهند که استفاده از پلی پروپیلن وکس در هر دوسطح تنش 100 و 3200 پاسکال، مقاومت شیارشدگی قیر لاستیکی را افزایش می دهد. در حالی که اسلک وکس با افزایش مقدار پارامتر کرنش تجمعی غیر قابل برگشت قیر، منجر به کاهش مقاومت شیارشدگی قیر لاستیکی می گردد.

    کلیدواژگان: رئولوژی قیر، افزودنی نیمه گرم، قیر لاستیکی، شیارشدگی، آزمایش تنش خزشی چندگانه برگشت پذیر
  • بهاره ابراهیمی علویجه، بهناز زارع، مریم مختاری* صفحه 10

    حضور مواد آلی در خاک باعث کاهش مقاومت فشاری و برشی خاک شده و مشکلات مربوط به نشست های تحکیمی اولیه و ثانویه را به شدت افزایش می دهد. استفاده از روش تثبیت و تسلیح دو راهکار معمول برای بهبود پارامترهای مقاومتی خاک برای کاربرد در پروژه های عمرانی است. در این پژوهش اثر الیاف ضایعات نخ پلی پروپیلن بر خاک تثبیت شده بررسی شد. بدین منظور از آهک و بیوپلیمر زانتان گام به عنوان ماده تثبیت کننده و از الیاف ضایعات نخ پلی پروپیلن برای مسلح سازی خاک استفاده شده است. برای انجام آزمایش ها از 1 و 3 درصد وزنی آهک، 1 و 1/5 درصد وزنی بیوپلیمر زانتان گام و 0/5 درصد وزنی الیاف پلی پروپیلن استفاده شد. برای بررسی اثر این مواد بر مقاومت خاک آزمایش مقاومت فشاری تک محوری و کشش غیرمستقیم انجام شد. زمان عمل آوری نمونه ها 7 و 21 روز در نظر گرفته شده است. نتایج آزمایش ها نشان داد که افزودن آهک، بیوپلیمر زانتان گام و الیاف پلی پروپیلن مقاومت فشاری را افزایش داده است. افزایش زمان عمل آوری مقاومت خاک تثبیت شده با آهک و بیوپلیمر را افزایش داده و افزودن الیاف شکل پذیری خاک را نیز بهبود بخشیده است. بیشترین مقاومت کششی در نمونه تثبیت شده با بیوپلیمر زانتان گام مشاهده شد و در یک درصد آهک افزودن الیاف مقاومت کششی را نیز افزایش داده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد، جایگزین کردن زانتان گام به جای آهک بصورت قابل توجهی موجب افزایش و بهبود پارامترهای مقاومتی خاک شده و با توجه به اینکه این ماده دوستدار محیط زیست می باشد، می تواند جایگزین مناسبی به جای آهک باشد.

    کلیدواژگان: خاک آلی، آهک، بیوپلیمر زانتان گام، الیاف پلی پروپیلن، مقاومت فشاری و کششی
  • پویا نوحی حفظ آباد، محمدعلی ارجمند* صفحه 11

    در این مقاله به این سوال پاسخ داده می شود که استفاده از شمع های پیچشی چه تاثیری بر بهبود عملکرد در بیرون کشش و جابجایی ناشی از کشش خواهد داشت. از ماسه شهریار با دانسیته نسبی 70% استفاده شده و متراکم سازی خاک توسط کوبش است. برای انجام کشش از دستگاه یونیورسال Zwick/Roell Z160 استفاده شده است. با توجه به ابعاد دستگاه، ظرف مربوط به آزمایش طراحی شده و با استفاده از تحلیل ابعادی و بی بعدسازی به روش پی باکینگهام، مدل سازی فیزیکی شمع پیچشی انجام شده است. پس از ساخت نمونه های آزمایشگاهی با گام های 13، 20 و 25 میلی متر به بررسی عملکرد رفتار شمع ساده و پیچشی پرداخته شد و تاثیر گام بررسی گردید. حداکثر ظرفیت بیرون کشش و جابجایی متناظر با آن استخراج شد و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که حداکثر ظرفیت بیرون کشش شمع پیچشی با گام های 13، 20 و 25 میلی متر نسبت به شمع معمولی %453.57، %518.66 و %436.24 افزایش دارد. هنگامی که نسبت گام پره پیچشی به قطر شفت مرکزی شمع مابین 1 تا 1.5 است، ظرفیت بیرون کشش بواسطه ی اصطکاک ایجاد شده و وزن ماسه بر روی پره به عنوان عامل مقاوم بهبود می یابد. با افزایش نسبت S/d به 1.92 میزان پیچ خوردگی پره افزایش می یابد و از عامل مقاوم وزن ماسه بر روی پره ها کاسته می شود؛ به این ترتیب ظرفیت بیرون کشش نسبت به دو حالت قبلی کاهش می یابد. در شمع معمولی بدلیل نبود پره پیچشی جابجایی متناظر با حداکثر نیروی بیرون کشش کمتری نسبت به شمع پیجشی رخ داد. نتایج نشان می دهد که جابجایی شمع های پیچشی تقریبا با یکدیگر برابرند.

    کلیدواژگان: مسلح سازی، شمع پیچشی، ماسه، روش آزمایشگاهی، دستگاه کشش یونیورسال
  • مهدی فرج محمدیه*، فرهاد بهنام فر، سید جاهد محمدی صفحه 12

    حفاری تونل ها می تواند باعث حرکت زمین شوند که این حرکت ها در پاسخ استاتیکی و دینامیکی سازه ها قابل توجه می باشند. دراین پژوهش بررسی تاثیر حفاری تونل شهری موردی تهران بر پاسخ استاتیکی و دینامیکی سازه در سه بخش انجام شده است. در بخش اول در نرم افزار PLAXIS نشست زیر پی در دو مرحله ی قبل و بعد از حفاری محاسبه شده است. بخش دوم نیز در PLAXIS تحلیل دینامیکی برای هر دو مرحله انجام گرفته و پاسخ شتاب در زیر پی محاسبه شده که هدف از این بخش دوم، بررسی تاثیر حفاری بر پاسخ شتاب و استفاده از آن در نرم افزار SAP 2000 به عنوان ورودی جهت تحلیل سازه می باشد. در بخش سوم سازه در نرم افزار SAP 2000 مدل سازی شده و نتایج جابجایی هایی بخش اول به پی اعمال و با استفاده از پاسخ شتاب (خروجی PLAXIS) تحلیل دینامیکی غیرخطی زمانی سازه در دو مرحله انجام گرفته است. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که در اثر حفاری تونل، نشست زیر پی سازه افزایش یافته است و بیشترین نشست ایجاد شده در اثر حفاری در مدل 6 (مرحله بهره برداری) می باشد که متوسط 1/2برابر، نشست نسبت به مرحله ی قبل از حفاری افزایش یافته است و تاثیر سازه های نگهبان در مراحل اجرا نسبت به مرحله بهره برداری که در آن دیوارهای کناری بتنی اجرا می شود در کاهش نشست 4 درصد موثر بوده و حداکثر شتاب زیر پی 1/5 برابر افزایش گردیده و در سازه نیز جابجایی 1/25برابر نسبت به پاسخ مرحله ی قبل از حفاری افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: تونل شهری، حفاری، سازه نگهبان، تحلیل دینامیکی، نشست
  • محمدرضا قاسمی*، نادر حاجی آقاجان پور، حامد قوهانی عرب صفحه 13

    در این مقاله روش بهینه سازی پرش دایره ها که یک روش فرااکتشافی می باشد ارایه می گردد. در هر مسئله بهینه سازی یک فضای پاسخ تعریف می شود که الگوریتم های بهینه سازی با جستجو در آن فضا، پاسخ بهینه را می یابند. روش پیشنهاد شده در این مقاله از دو رکن مهم در جستجوی فضای پاسخ بهره می گیرد. رکن اول استفاده از اصول هندسه می باشد. در روش پرش دایره ها، از شکل دایره که در طول حل اندازه شعاع آن کاهش می یابد بهره گیری شده است. رکن دوم کاربرد فرا اکتشافی است. آنچه در الگوریتم های فرااکتشافی مشاهده می شود، پخش شدن تصادفی نقاط مورد بررسی در فضای پاسخ است. در روش پرش دایره ها که در این مقاله ارایه می شود، مرکز دایره مورد جستجو به بهینه ترین نقطه هر گام پرش می کند. الگوریتم ارایه شده شامل دو فاز می باشد. فاز اول اکتشاف بهینه ترین محدوده و فاز دوم بهره برداری از اکتشاف است. در پایان بهینه ترین نقطه گام آخر فاز دوم، پاسخ بهینه مسئله خواهد بود. در این مقاله با توجه به این که روش پیشنهادی با تاکید بر مسایل مهندسی ارایه می شود سه مسئله محک خرپا حل شده است. همچنین برای نشان دادن توانایی روش پیشنهادی مسئله پیچیده کین نیز با آن حل گردیده است. پاسخ های این مسئله ها با تعدادی از روش های مرسوم مقایسه شده و درجداول جداگانه ارایه می گردد. در نتایج روش پرش دایره ها، بهبود قابل ملاحظه ای مشاهده می شود.

    کلیدواژگان: روش بهینه سازی پرش دایره ها، روش های فرااکتشافی، روش دو فازی، بهینه سازی، مسائل محک سازه ای
  • محمدرضا محمدی زاده*، سامان سلامی صفحه 14

    امروزه تشخیص خرابی در سازه ها، از موضوعات مورد توجه در بحث پایش سلامت سازه ها می باشد. با بررسی تغییرات ایجاد شده در پاسخ سازه ای بلحاظ تغییر سختی، می توان انواع خرابی ها را شناسایی نمود. تبدیل موجک یک ابزار نسبتا جدید ریاضی در زمینه پردازش سیگنال های ناپایدار می باشد و با مباحث زمان و فرکانس ارتباط نزدیکی داشته و قابلیت زیادی را برای تشخیص آسیب سازه ای دارد. تغییرات سختی شامل ترک خوردگی، تسلیم شدگی فولاد، خردشدگی بتن و گسیختگی FRP در مقاطع مقاوم سازی شده بتن مسلح یا فولادی می باشد. به کمک تبدیل موجک می توان با اندازه گیری لحظه به لحظه پاسخ حاصل از بارگذاری خمشی یا پیچشی، ظرفیت مقطع متناظر با تغییرات سختی را تعیین نمود. نمونه های آزمایشگاهی مورد بررسی شامل تیرهای فولادی مقاوم سازی شده با FRP پرشده با بتن تحت اثر خمش و تیرهای بتن مسلح مقاوم سازی شده با CFRP تحت اثر پیچش خالص موجود در ادبیات فنی می باشد. نتایج حاصل از تبدیل موجک نشان می دهد که محل آسیب به صورت اغتشاشاتی در نمودار ضرایب موجک گسسته نمایان می شود که بیانگر زمان رخداد ترک خوردگی، تسلیم شدگی فولاد، خردشدگی بتن در ناحیه فشاری و گسیختگی FRP است. لذا با استفاده از تبدیل موجک و پردازش داده ها می توان ظرفیت های ترک خوردگی و تسلیم مقطع تیرهای تحت اثر پیچش و ظرفیت تسلیم فولاد و ظرفیت نهایی مقطع تیرهای تحت اثر خمش را محاسبه نمود. نتایج نشان میدهد که تطابق بسیار خوبی بین نتایج بدست آمده از روش تبدیل موجک گسسته با نتایج آزمایشگاهی و عددی وجود دارد.

    کلیدواژگان: تبدیل موجک، تشخیص خرابی، ظرفیت ترک خوردگی، پیچش، خمش
  • سلیم عباسی*، مسعود ابام، منوچهر حیدرپور صفحه 15

    در این مطالعه، عملکرد و راندمان کابل در کنترل آبشستگی موضعی در اطراف پایه پل مستطیلی گردگوشه با زاویه برخورد متفاوت جریان بررسی شده است. همچنین از 3 نوع پایه، مستطیلی گردگوشه بدون کابل، مستطیلی گردگوشه با کابل 10% قطر پایه و زاویه پیچش کابل 15 درجه (نوع دوم) و مستطیلی گردگوشه با کابل 15% قطر پایه و زاویه پیچش کابل 12 درجه (نوع سوم) تحت زوایای جریان صفر، 5، 10 و 15 درجه آزمایش شده است. هدف از این تحقیق، پیچیدن کابل به دور پایه و تغییر در زاویه برخورد جریان جهت کاستن شدت حرکت جریان رو به پایین آب می-باشد. که پس از برخورد به پایه، گردابه های نعل اسبی کاهش یابد و سپس میزان تاثیر آن بر کاهش عمق آبشستگی نهایی اندازه گیری شود. در این آزمایش ها تاثیر زوایای جریان بر روی پایه نیز بررسی شد، و پایه تحت زاویه صفر درجه در جهت جریان با پایه های نوع دوم و سوم موازی جهت جریان مقایسه شد. افزایش زاویه برخورد جریان به پایه باعث عریض تر شدن پایه و در نهایت افزایش قدرت گرداب نعل اسبی شد. پایه های تحت زاویه 15درجه با جهت جریان بیشترین عمق آبشستگی را داشته و تاثیر کابل در کاهش عمق آبشستگی برای این زاویه برای پایه های نوع دوم و سوم برابر 10 و 22 درصد نسبت به پایه نوع اول می باشد. همچنین در حالت تغییر زاویه برخورد جریان پایه نوع دوم تحت زاویه 5، 10 و 15 درجه بیشترین مقدار را به ترتیب 3، 21 و 37 درصد افزایش عمق نسبت به زاویه صفر درجه دارند.

    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، پایه پل، پیچش کابل، زاویه برخورد، گرداب نعل اسبی
  • ساسان عشقی*، محمد مهدی مداح، علیرضا گرکانی نژاد صفحه 16

    برآورد پارامترهای تقاضای مهندسی مبتنی بر جابجایی در فرایند ارزیابی فروریزش لرزه ای سازه ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، یک روش پوش اور مودال به منظور برآورد این پارامترها توسعه داده می شود. در روش پیشنهادی، ابتدا یک معیار فروریزش برای تعیین سطح آستانه فروریزش در تحلیل های پوش اور پیشنهاد می گردد. این معیار براساس منحنی ظرفیت طبقات ارایه شده و تنها به مشخصات سازه وابسته است. سپس به منظور تعیین پارامترهای پاسخ مبتنی بر جابجایی در سطح آستانه فروریزش سازه، یک روش ترکیب پاسخ های مودال ارایه می شود. در این روش، پاسخ های حاصل از تحلیل پوش اور مودال با ضرایب حاصل از بهینه سازی به صورت جبری ترکیب می گردند. دو روش بهینه سازی برخورد اجسام و بهینه سازی ازدحام ذرات به منظور استخراج این ضرایب مورد استفاده قرار می گیرند. بهینه سازی بر اساس نتایج تحلیل دینامیکی افزایشی سه قاب خمشی فولادی 5، 8 و 11 طبقه انجام شده است. دو قاب 9 و 12 طبقه نیز به منظور ارزیابی روش پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفته اند. نتایج تحلیل های صورت گرفته نشان میدهد، روش پوش اور پیشنهادی پروفیل دریفت و جابجایی طبقات در آستانه فروریزش سازه را با دقت بسیار خوبی تخمین می زند. این روش بسیار کاربردی بوده و برای عموم مهندسین قابل استفاده می باشد.

    کلیدواژگان: تحلیل پوش اور مودال، الگوریتم های بهینه سازی، روشهای ترکیب پاسخ های مودال، معیار آستانه فروریزش، قاب خمشی فولادی میان مرتبه
  • مسعود سلطانی محمدی*، بهروز یوسفی صفحه 17

    در این پژوهش، روشی محاسباتی مبتنی بر قاب معادل برای ارزیابی ساختمانهای بنایی ارایه می شود. روش قاب معادل یک روش کاربردی به منظور مدلسازی سازه های بنایی می باشد که در محدوده های خطی و غیر خطی دقت و سرعت مناسبی در مقایسه با روش های عددی دیگر دارد. در فرمول بندی المان های تیرستونی، مدلسازی غیرخطی گسترده انتخاب شده است و با استفاده از المان فایبر، رفتار غیرخطی مصالح به صورت گسترده در طول و مقطع هر عضو شبیه سازی گردیده است. همچنین به منظور اعمال رفتار برشی، مود خرابی لغزشی ملات و مود کششی قطری در المان های بنایی یک المان تماسی مبتنی بر روش ترک پخشی معرفی و توسعه یافته که در قالب کد نرم افزاری در Matlab پیاده سازی شده است. مدل پیشنهادی قابلیت ارزیابی اعضاء بنایی تقویت شده با پوشش بتن مسلح را نیز داراست. بدین منظور رفتار غیرخطی پوشش بتن مسلح در قالب المان فایبر و همچنین المان تماسی معرفی شده است. به منظور ارزیابی لرزه ای دیوارهای بنایی، مدل های رفتاری پیشنهاد شده در دستورالعمل نشریه 360 نیز در قالب یک زیربرنامه در برنامه اصلی در نظر گرفته شده و با روش پیشنهادی سنجیده می شود. همچنین، بازنویسی فرمولی المان پیشنهادی بر مبنای تیوری تیر تیموشنکو به همراه اثرات اندرکنشی محوری، خمشی و برشی در دامنه هر المان معرفی شده است. بر همین اساس، با استفاده از فاکتور اصلاح برشی مبتنی بر روش ترک پخشی در توابع هرمیتی، حل غیرخطی مستقیم تکراری برای هر گام بارگذاری انجام می گیرد. صحت روش ارایه شده از طریق مقایسه با مطالعات آزمایشگاهی موجود مورد آزمون و ارزیابی قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: المان قابی فایبری، روش ترک پخشی، تیر تیموشنکو، قاب معادل، سازه بنایی
  • علی عدالت، مهدی خداپرست*، علی محمد رجبی صفحه 18

    دشت علی آباد قم واقع در مرکز ایران یکی از مناطقی است که در سال های اخیر به سبب استخراج بیش از حد منابع آب زیرزمینی دچار پدیده فرونشست گردیده است. در این پژوهش با استفاده از روش تداخل سنجی تفاضلی راداری به کمک تصاویر سنجنده سنتینل 1 تغییر شکل عمودی زمین در دشت علی‎آباد در بازه زمانی 18 ماهه از فروردین 1394 تا شهریور 1395 مورد پایش قرار گرفت و نتایج حداکثر میزان فرونشست حدود 240 میلی متر را نمایان ساخت. همچنین نتایج نشان می دهد فرونشست در این دشت پدیده ای ادامه دار، پیش رونده و با توزیع مکانی نسبتا ثابت است. در ادامه بررسی تغییرات سطح آب زیرزمینی در دشت ساوه از مهرماه سال 1381 لغایت شهریور سال 1395 نشان دهنده حداکثر افت سطح آب زیرزمینی به میزان 44- متر می باشد. مقایسه نقشه تغییرشکل زمین با نقشه تغییرات سطح آب زیرزمینی نشان می دهد رابطه مستقیمی بین توزیع فضایی و شدت تغییر شکل زمین و افت آب های زیرزمینی وجود دارد. از سوی دیگر نتایج مقایسه روند تغییرات ضخامت آبرفت در مقایسه با تغییر شکل زمین نشان می دهد که ضخامت آبرفت دشت علی آباد از حدود 20 متر تا 300 متر متغیر می باشد و رابطه مستقیم معنی داری بین این دو پارامتر در منطقه مورد مطالعه وجود ندارد. از سوی دیگر بررسی ها نشان دادند نوع لایه بندی و وجود لایه هایی از جمله سازندهای ریزدانه با ضخامت زیاد از عوامل دیگر تاثیرگذار در شدت و نرخ پدیده فرونشست در دشت علی آباد می باشد.

    کلیدواژگان: فرونشست، تداخل سنجی تفاضلی راداری، آب زیرزمینی، تعادل بخشی، دشت علی آباد قم
  • ایمان مرادی، مهدی ایران نژاد* صفحه 19

    اثرات تغییرات دبی خوراک دهی بر توزیع ابعاد ذرات با هندسه فرکتال بررسی شد. نتایج توصیف توزیع ابعاد ذرات با روش های هندسه فرکتال و رازین-راملر از طریق مجذور خطای میانگین مربعات (RMSE) مقایسه شد. خردایش با سنگ شکن های فکی، مخروطی و غلتکی با دبی های 5/0، 1، 5/1، 2، 5/2، 3، 4 و5/4 کیلوگرم بر دقیقه خوراک دهی شدند. دیمانسیون فرکتال ابعاد ذرات با سنگ شکن ها به ترتیب (بین 18/2 تا 32/2)، (بین 12/2 تا 27/2) و (بین 30/2 تا 43/2) بدست آمد. دیمانسیون فرکتال با افزایش دبی خوراک دهی در ظرفیت مجاز سنگ شکن ها کاهش می یابد. با عبور از ظرفیت مجاز سنگ شکن ها ، خوراک دهی خفه کننده، دیمانسیون فرکتال افزایش می یابد. کاهش دیمانسیون فرکتال با سنگ شکن مخروطی ناشی از یکنواختی توزیع ابعاد ذرات است. افزایش دیمانسیون فرکتال با سنگ شکن غلتکی ناشی از کوچک تر شدن بازه دانه بندی و یکنواختی توزیع وزن است. سرند 2 میلی متر به عنوان سرند هدف انتخاب و میزان عبور کرده از آن بررسی شد. نتایج نشان می دهد که با افزایش دبی خوراک دهی میزان مواد عبور کرده کاهش می یابد. مقادیر مجذور خطای میانگین مربعات با روش هندسه فرکتال برای سنگ شکن های فکی، مخروطی و غلتکی به ترتیب (بین 01/8 تا 596/8)، (بین 50/3 تا 17/4) و (بین 83/0 تا 62/2) بدست آمد. این مقادیر با روش رازین-راملر برای سنگ شکن های فکی، مخروطی و غلتکی به ترتیب (بین 11/8 تا 599/8)، (بین 50/4 تا 93/4) و (بین 91/3 تا 91/7) بدست آمد. مقایسه مقادیر دو روش نشان می دهد که روش هندسه فرکتال بهتر می تواند توزیع ابعاد ذرات را توصیف کند.

    کلیدواژگان: هندسه فرکتال، دبی خوراک دهی، توزیع ابعاد ذرات، سنگ شکنی، خوراک دهی خفه کننده
  • علی جدیدی، احسان الله ضیغمی* صفحه 20

    در این مقاله از الیاف شیشه و مواد پوزولانی با درصد های مختلف استفاده شده است. به منظور بررسی مقاومت خمشی و شاخص های طاقت در بتن تولید شده به دو روش پیش مخلوط و اسپری, 15 طرح اختلاط حاوی درصد های مختلف الیاف شیشه و مواد پوزولانی در روش پیش مخلوط و 14 طرح اختلاط در روش اسپری, مورد آزمایش قرار گرفته است. همچنین کلیه طرح های اختلاط در دمای 350، 650 و 1000 درجه سانتیگراد مورد آزمایش قرار گرفتند و نتایج حاصل با دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM مورد برررسی و تحلیل قرار گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده, مسلح کردن بتن به الیاف شیشه, باعث افزایش قابل توجه مدول گسیختگی می شود. مدول گسیختگی با افزایش میزان الیاف شیشه, ابتدا روندی صعودی و سپس روندی نزولی طی می-کند. استفاده از مواد پوزولانی در نمونه های تقویت شده با الیاف شیشه, باعث بهبود مدول گسیختگی می شود. مدول گسیختگی در حضور حرارت و در صورت آتش سوزی به شدت کاهش می یابد که برای کنترل این روند کاهشی روش اسپری عملکرد بهتری دارد. همچنین در صورت استفاده از متاکایولین در درصد های مختلف 10 و 15 میتوان مقاومت خمشی نمونه های تحت حرارت بالا (1000 درجه سانتی گراد) را تا میزان قابل توجهی افزایش داد.

    کلیدواژگان: الیاف شیشه، میکروسیلیس، متاکائولین، آتش سوزی، دستگاه SEM
  • ابراهیم زمانی بیدختی*، امیرمحمد تقوی، حامد کوهستانیان صفحه 21

    در این پژوهش پاسخ های دینامیکی سازه های بتن آرمه قاب خمشی متوسط جداسازی شده و پایه ثابت با درنظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه مورد بررسی قرار گرفته است. سه نمونه ساختمان بتنی چهار، هشت و دوازده طبقه با جداساز لاستیکی با هسته سربی بر روی خاک های نرم، متوسط، سخت و پی صلب در نرم افزار اپنسیس 2.5.0 مدل گردید. برای طراحی لرزه ای سازه از آیین نامه ACI 318-02 استفاده شد. شش رکورد حوزه نزدیک و شش رکورد حوزه دور انتخاب و بر هریک از سازه ها اعمال شد و تحلیل دینامیکی افزایشی جهت دسته بندی و ارایه پاسخ ها مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه با رسم منحنی های شکنندگی بر اساس ماکزیمم دریفت طبقات، تفسیر ارایه گردید. همچنین دریفت و احتمال خرابی در هر یک از سطوح آسیب به کمک رسم میانه منحنیهای شکنندگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که درنظرگرفتن اندرکنش خاک و سازه سبب کاهش خسارت وارد بر سازه ها در یک شتاب یکسان می گردد و با نرم تر شدن خاک زیر سازه های جداسازی شده در تمامی سطوح خسارت، شتاب مربوط به میانه شکنندگی افزایش می یابد که این به معنای کاهش خطرپذیری سازه است. همچنین با توجه به نتایج میانه شکنندگی می توان نتیجه گرفت که در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه در سازه های جداسازی شده 4 و 8 طبقه اثر بیشتری بر روی شتاب بام نسبت به سازه های جداسازی شده 12 طبقه داشته است؛ این درحالیست که بر روی برش پایه سازه جداسازی شده 12 طبقه اثر بیشتری دارد.

    کلیدواژگان: ساختمان بتنی قاب خمشی، تحلیل IDA، جداساز LRB، منحنی های شکنندگی، حوزه نزدیک و حوزه دور
  • جعفر چابکپور*، باقر دینی صفحه 22

    در این تحقیق به منظور بررسی خاصیت خودپالایی رودخانه ها سعی گردید تا عمق نفوذ آلاینده در بستر رودخانه ها تعیین گردد. بدین منظور مجموعه ای از داده های آزمایشگاهی برداشت شده و یک رابطه تحلیلی برای بررسی عمق و مکانیزم نفوذ آن استخراج شد. از حسگر های هدایت الکتریکی و ردیاب کلرید سدیم به عنوان آلاینده غیرواکنشی در انجام آزمایش ها استفاده شد و برای استخراج رابطه تحلیلی، ابتدا یک مدل مفهومی بر اساس روش سلول های ترکیبی تهیه شده و با اعمال قانون بقای جرم در یک ستون قایم از بستر رودخانه، معادله دیفرانسیل حاکم تشکیل و سپس حل گردید. نتایج آزمایشگاهی در چهارچوب رابطه استخراج شده مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده گردید که رابطه ارایه شده به خوبی قادر به باز سازی منحنی های غلظت-زمان درون بستر می باشد. پارامتر های زمانی مدل نیز استخراج شد و روند تغییرات آن با سایر پارامتر های پژوهش مورد کاوش قرار گرفت و مشاهده شد که مجموع سه پارامتر زمانی مدل (α,T_1,T_2) رابطه معکوس با ضریب پخشیدگی عمقی داشته و همچنین مقدار آن با افزایش عمق بستر افزایش می یابد. از حاصل ضرب پارامتر منفذ و سرعت منفذی به عنوان شاخصی برای تعیین ضریب پخشیدگی عمقی استفاده شد. همچنین مقادیر مربوط به پارامتر های سرعت، ضریب پخشیدگی عمقی و انتشارپذیری نیز در اعماق مختلف بستر محاسبه شده و مشاهده شد که مقدار تمامی آن ها با افزایش عمق بستر کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: خودپالائی، آلاینده، بستر، تحلیلی، رودخانه
  • امیر طریقت*، امیر کوشکی جهرمی صفحه 23

    تولید سیمان پرتلند همواره مشکلاتی از قبیل آلودگی هوا، مصرف انرژی، از بین رفتن منابع طبیعی، تشدید آثار پدیده گلخانه ای و گرم شدن کره ی زمین را در بر داشته است. استفاده از پوزولان ها در ساخت بتن علاوه بر کم رنگ کردن مشکلات ذکر شده و افزایش دوام بتن، باعث می شود تا در دراز مدت خواص مکانیکی بتن نیز بهبود پیدا کند. در این مقاله تاثیر پودر پومیس طبیعی تفتان و میکروسیلیس بر خواص مکانیکی و دوام بتن مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور 18 طرح مخلوط در نسبت های آب به مواد سیمانی مختلف ساخته شدند. پومیس طبیعی تفتان در درصدهای 0، 10 و 20 و میکروسیلیس نیز در درصدهای 0، 7 و 10 در طرح مخلوط ها جایگزین سیمان پرتلند شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از پومیس طبیعی تفتان موجب بهبود خواص مکانیکی و دوام بتن می گردد به طوری که پس از 90 روز بالاترین مقادیر مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مقاومت در برابر حمله سولفاتی به نمونه های حاوی 10 درصد پومیس طبیعی تفتان و 10 درصد میکروسیلیس اختصاص یافت و در آزمایش های جذب مویینگی و مقاومت الکتریکی نیز طرح های حاوی 20 درصد پومیس طبیعی تفتان و 10 درصد میکروسیلیس طرح های بهینه شدند. از طرفی دیگر استفاده از پومیس طبیعی تفتان به جای درصدی از سیمان پرتلند موجب شد تا هزینه ی ساخت بتن نیز کاهش پیدا کند.

    کلیدواژگان: پومیس طبیعی تفتان، میکروسیلیس، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، حمله سولفاتی
  • میلاد دهقانی، مصطفی مشایخی*، مهدی شریفی صفحه 24

    در این مطالعه، روشی جدید جهت استفاده در حل مسایل بهینه سازی هندسه و اندازه در سازه های خرپایی با استفاده از ترکیب موثر روش ماشین های یاخته ای (CA) و الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA) ارایه شده است که در ادامه به نام روش CA-GSA نامگذاری شده است. اساس روش GSA قوانین گرانش نیوتونی و حرکت است. این الگوریتم به علت تاثیرگذاری مستقیم همه اجرام بر یکدیگر و عدم توجه به موضوع نخبه گرایی، دارای ضعف همگرایی محلی است. در این تحقیق، با کمک روش CA، اجرام در یک شبکه سلولی متناهی توزیع شده اند و هر سلول تنها با همسایه های خود در ارتباط است. در روش CA-GSA، قوانین گرانش و حرکت اجرام در روش GSA به عنوان عامل ارتباط هر سلول با سلول های همسایه خود تعریف شده است. بنابراین، نیروی اعمال شده به هر جرم از برآیند نیروی اجرام برتر همسایه اش، بدست می آید. تعریف این اجرام همسایه و اعمال نیروی آنها به جرم مرکزی، حافظه و نخبه گرایی را به الگوریتم GSA افزوده است. مزیت دیگر روش جدید، بروزرسانی شبکه سلولی پس از هر بروزرسانی است که موجب می شود الگوریتم با تعداد آنالیزهای کمتر به مقدار بهینه اصلی دست بیابد. جهت بررسی سودمندی روش پیشنهادی و مقایسه با روش های CA و GSA، از سه روش CA، GSA و CA-GSA در حل چهار مساله بهینه سازی هندسه و اندازه اعضای سازهای خرپایی مبنا استفاده شده است. نتایج الگوریتم توسعه داده شده در این مقاله نشان دهنده ی برتری و قدرت این الگوریتم در بهینه سازی هندسه و اندازه سازه های خرپایی نسبت به سایر روش های مقایسه شده در این مقاله می باشد.

    کلیدواژگان: ماشین های یاخته ای، سازه های خرپایی، بهینه سازی، الگوریتم جستجوی گرانشی، الگوریتم های بهینه سازی تلفیقی
  • محمود نادری*، علیرضا کبودان صفحه 25

    نفوذپذیری یکی از مهم‎ترین عوامل تاثیرگذار بر دوام سازه ‎های بتنی است. لذا نفوذ آب به داخل بتن در این مقاله مورد ارزیابی قرار گرفته است. با اینکه بیشتر محققین ضریب نفوذپذیری به دست آمده از معادله یک بعدی دارسی را مدنظر قرار داده‎اند، در این مقاله به دلیل حرکت آب در بتن در تمامی جهات، برای اولین بار از معادله انتشار دو بعدی که بیانگر نفوذ سیال به درون جسم متخلخل است، استفاده شده است. برای این منظور نمونه های بتنی مکعبی با نسبت‎های آب به سیمان مختلف، تهیه و با به کارگیری روش "محفظه استوانه‎ای" نفوذپذیری آنها اندازه ‎گیری گردید. در این روش فشارهای آب وارده به بتن و مدت زمان نفوذ آب متغیر بوده است. معادله دو بعدی مورد نظر با استفاده از تبدیلات لاپلاس و هنکل حل گردیده و نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از انجام آزمایش‎ها مقایسه شده است. متوسط خطاهای محاسبه شده برای پیش‎بینی منحنی ترشدگی، بیشینه عمق نفوذ، متوسط عمق نفوذ و سطح ترشدگی نسبت به مقادیر آزمایشگاهی به ترتیب برابر با 07/23، 64/13، 41/21 و 66/1 درصد مشاهده شدند. ضرایب همبستگی بین مقدار فشار و مدت زمان نفوذ آب با توجه به متغیرهای بیشینه عمق نفوذ، متوسط عمق نفوذ، سطح ترشدگی، حجم نفوذ و ضرایب انتشار بهینه بزرگتر از 95/0 مشاهده گردیدند. به علاوه، رابطه‎ای با دقت بالا بین ضرایب انتشار بهینه با متغیرهای ذکر شده مشاهده نگردید.

    کلیدواژگان: بتن، محفظه استوانه‎ای، نفوذپذیری، معادله انتشار دو بعدی، نسبت آب به سیمان
  • امیر ملازاده صادقیون، غلامرضا عزیزیان*، محمدکریم بیرامی صفحه 26

    پرتاب کننده های جامی یکی از پرکاربردترین سازه های استهلاک انرژی هستند که در انتهای سرریزها و یا تخلیه کننده های تحتانی استفاده می شوند. در این تحقیق اثر زاویه همگرایی جام بر میزان استهلاک انرژی جریان بررسی و نتایج آن با مدل جام متداول مقایسه شد. بدین منظور چهار زاویه همگرایی شامل 10، 20، 30 و 40 درجه با استفاده از دفلکتورها در جام ایجاد شد. در ادامه اثر اضافه کردن دیواره جداکننده چه به صورت نصب در جام و چه به صورت سرتاسری به جام های متداول و همگرا بررسی شد. نتایج نشان داد پرتاب کننده های جامی حدودا بین 65 تا 60 درصد انرژی جریان را مستهلک می کنند. در زاویه همگرایی 20 درجه، استهلاک انرژی جریان حدود 5 درصد افزایش می یابد ولی در زاویه همگرایی 30 درجه میزان استهلاک انرژی جریان حدود 15 درصد کاهش می یابد. به طورکلی با افزایش دبی جریان، میزان استهلاک انرژی کاهش می یابد. اضافه کردن دیواره جداکننده در جام تاثیر معنی داری بر استهلاک انرژی جریان ندارد ولی اضافه کردن دیواره جداکننده سرتاسری به پرتاب کننده جامی همگرا، اثر کاهش استهلاک انرژی جریان ناشی از همگرایی جام را از بین می برد. با نصب دیواره جداکننده در جام، در الگوی جریان اختلال موضعی ایجاد می شود اما افت ناشی از آن در مقایسه با استهلاک انرژی ناشی از برخورد جت جریان با کف حوضچه آرامش پایین دست قابل ملاحظه نیست، حال آنکه دیواره جداکننده سرتاسری جام را به دو قسمت تقریبا مجزا تقسیم کرده و اختلال عمده ای نیز در الگوی جریان ایجاد نمی کند.

    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، تخلیه کننده های تحتانی، تنداب همگرا، سرریزها، فیلیپ باکت
|
  • Farzin Salmasi *, Bahram Nourani, Reza Norouzi, Faezeh Rezaei Page 1

    The triangular in plan sharp-crested weirs do not have a direct and straight edge and are in good agreement with the broken line. The aim of the present study is to provide an equation for discharge coefficient (Cd) for these types of weirs. Cd is between 0.53-0.88 based on the observed data. For =15 degrees Cd has highest value and thus weir can convey maximum discharge. Using laboratory data based on h/p and α parameters, a regression equation was presented. The results of the regression equation were compared with the results of the numerical model (Ansys Fluent) and the results showed the high precision of this equation. Ansys Fluent software works based on finite volume method. The numerical simulation is 3D. In addition, the performance of MR-Linear and MR-nonlinear regression models on the application of the stage-discharge equation the triangular in plan sharp-crested weirs were investigated and indicated that the result of this equations is very similar to results of the experimental data. The results also showed that due to the angle of the triangular in plan sharp-crested weirs, the Cd is increased from 1 to 8 % to the suppressed weir. In a situation where the head on the crest of these weirs is low, they will show better performance.

    Keywords: Weri, Triangular in plan, Discharge Coefficient, Stage-discharge, Ansys Fluent
  • Mohsen Aarabi, Hadi Sarvari * Page 2

    In developing countries due to economic and social problems, resource and budget constraints, high risk in the construction industry, and other constraints, governments are unable to implement projects alone. The use of private-sector partnerships in recent years by governments and urban managers has been one of the most effective ways to further develop cities. However, many developing countries, including Iran, have always faced challenges in attracting private sector participation in urban infrastructure investment. Therefore, the present study aims to evaluate the barriers that governments and urban managers may face in attracting private capital. A qualitative method was used to do this. In this study, a structured questionnaire was used to collect information. A total of 60 experts' opinions were obtained from public and private sectors to identify and evaluate the barriers to private sector participation in urban projects. The barriers identified in attracting private sector participation were divided into three general categories, namely technical and organizational barriers, financial and economic barriers, and political and legal barriers. The results of the questionnaire were analyzed by SPSS software. According to the results, technical and organizational barriers are of the utmost importance in attracting private sector participation. Financial and economic barriers and political and legal barriers, respectively, were assigned the next degree of importance in attracting private sector participation, according to expert opinions.

    Keywords: Private Sector Participation, Urban projects, Urban Construction, statistical analysis, Iran
  • Yousef Rajabizadeh, Seyed Ali Ayyoubzadeh *, Kourosh Qaderi Page 3

    The bridge pier scour is one of the major causes of bridge destruction worldwide. In spite of extensive research in this field, the study of this topic has always been of interest to researchers and it is necessary to study different methods to counter it. The collar is a simple and inexpensive structure for protection against bridge pier scour. In this study, the effect of collar size and height on bridge pier scour and determination of the best collar performance conditions in steady and unsteady flow conditions were investigated. The experiments used three different collar sizes and three different mounting heights relative to the substrate surface. After calculating the percentage of scour reduction in all test cases and comparing them, Investigation of time evolution diagram of scour hole and comparison of maximum depth of scour created in different states, It was found that increasing the size of the collar and decreasing the height of the collar installation relative to the substrate surface resulted in a further decrease in the depth of the bridge pier scour and this changes was more evident in the unsteady flow state. Also by comparing the two variables of size and height of collar installation, it was found that the height of collar with dimensionless ratio H/D=0.5 in steady and unsteady flow had the best performance and the greatest effect in reduction scour around bridge pier.

    Keywords: Local scour, bridge pier, collar, scour control, hydrograph
  • Ghasem Pachideh, Majid Gholhaki * Page 4

    Economic concerns and environmental issues have led to increased use of recycled materials in cementitious mortars. In fact, to mitigate the adverse effects of cement, it can be partially replaced with recycled materials. In this paper, cement was partially replaced with iron, rubber, glass and eggshell powders (IP, RP, GP and EP) by 7, 14, 21 and 28% and then, compressive and tensile strength, water absorption and microstructure of the specimens were assessed. The strength tests, as well as microstructure analysis, were conducted at the age of 28-day and the water absorption was tested at the ages of 7, 28, 56 and 90 days. Based on the results, use of all powders by 14%, enhances the compressive strength up to 14%. Moreover, it was found that up to replacement ratio of 28%, the tensile strength is greater than that of the control specimen although, in the case of 7% admixtures, maximum tensile strength is achieved. In addition, water absorption of the specimens containing GP and EP up to 35% replacement ratio, is less than that of the other specimens, which was well observed in the SEM analyses.

    Keywords: Cement Mortar, Waste pozzolan, Mechanical Properties, Water Absorption, SEM
  • Hadi Farhadi, Ali Esmaeily, Mohammad Najafzadeh * Page 5

    Floods, as one of the natural disasters, cause irreparable damages to urban infrastructures, agricultural lands, and natural resources. Therefore, access to comprehensive information on effecting factors the extent of flood damage can be useful in estimating the extent of damage. Therefore, the aim of this study was to create a database of Effective parameters on flood destruction power using case study of Landsat-7 satellite images with ETM+ sensor and ASTER DEM data using decision tree data mining method. In this study, environmental parameters such as canopy, natural slope, and slope direction were considered in order to evaluate flood degradation power in the study area and the decision tree model was created using these criteria. Finally, based on these parameters, the number of changed pixels (after the flood) in the study area is 692361 which indicates 62312.49 hectares of degraded land in the study area. According to the findings of the present study, lands with low canopy characteristics, namely normalized differential vegetation index (NDVI) between 0.2 to 0.4, low slope 0 to 45 degrees and Southern slope direction caused the most damage caused by floods. Also, areas with dense NDVI, high slope, and northern slope orientation have preventative influence on floods-caused-damages. Finally, it can be concluded that the decision tree, as data mining method is capable of yeilding better accuracy and quality in determining the effective parameters in estimating flood destruction power by increasing the input variables.

    Keywords: Flood, Decision Tree, Data Mining, Change Detection, Landsat-7
  • Roya Mousapour *, Mostafa Rezvani Sharif, Seyed Bahram Beheshti Aval Page 6

    Reinforced concrete shear walls are the most common used lateral resistance systems in steel and concrete structures, especially Mid-rise and High-rise structures. Investigates on buildings has also shown the proper functioning of these walls in controlling structural and non-structural damage and limiting the inter-story drift. Due to this fact, strengthening of concrete shear walls and studying the seismic behavior of them, can be important. Rehabilitating of these structural elements will have a significant effect on improving the structural response and behavior of the initial structure. Using the FRP composite sheets is one of the practical methods for strengthening of these types of walls. In this regard, it is necessary to know about these elements and how those effect on the seismic behavior of concrete shear walls. Literature review has shown inadequate study of the behavior of high-rise shear walls which strengthening with FRP rather than short walls. Due to this lack of studies, in this research the seismic behavior of high-rise shear walls which is rehabilitated with FRP layers has been studied. The main purpose of this study is on numerical modelling of sample shear walls –with Finite Elements Method (FEM) - and evaluate their seismic responses. Mid-rise and High-rise concrete shear walls have been modeled and analyzed using ABAQUS. These types of shear walls' behavior have been investigated with two types of strengthening layers (CFRP & GFRP) and two different arrangements. The results show increased in load capacity, ductility and energy absorption of sample walls rehabilitated with FRP layers.

    Keywords: Concrete Shear Walls, High-rise Shear Walls, FRP reinforcement, CFRP Sheets, GFRP Sheets
  • Pezhman Fazeli Dehkordi, Mahmoud Ghazavi, Navid Ganjian * Page 7

    The rigid base proximity (such as stiff rock) under a relatively thin sand stratum and employing a 3D reinforcement (e.g. geocell) can tend to significant improvement in the bearing pressure of shallow footings. In this study, the behavior of circular footings located on unreinforced and geocell-reinforced thin sand layer was investigated. The simultaneous or individual effect of footing dimensions, sand layer thickness, and geocell reinforcement on the bearing pressure and settlement was studied by conducting large-scale model tests. The influence of soil layer thickness on footing behavior was elucidated by considering optimum dimensions and location for geocell reinforcement. Based on the results, improvement in the bearing capacity and settlement reduction for both unreinforced and reinforced footing bed was seen when the sand layer thickness is lower than two times of the footing width. Additionally, the effectiveness depth of the rigid base for both cases was obtained two times of footing width. The combination of geocell reinforcement and rigid base as lateral and vertical confinement factors, led to increase in the bearing capacity and settlement reduction at the failure point up to 45% and 53%, respectively. The tests results were served to define new factors extending classical bearing capacity equations for footings located on thin soil at reinforced and unreinforced cases. The comparision of this study’s achievement with the previous investigations confirmed their good agreement.

    Keywords: Circular footing, Bearing Capacity, Sand, Rigid base, Geocell
  • Ahmadreza Mazaheri * Page 8

    Some factors such as soil mass settlement, earthquake activities, and hydraulic failure causing tensile forces in the earth's structures and, consequently, cracks creatoin and development of water leakage from cracks. In this study, in order to reduce possible damage caused by cracking and its extension to the erosion of internal structures, the effects of nano-clay on the self-healing properties of clayey soils have been investigated. In this study, the effect of nano-clay additive, pressure and time elapsed on crack restoration in clay was evaluated. In order to perform experiments, two types of cracks with thicknesses of 0.5 and 1 mm with a depth of 50 mm created in the samples and the montmorillonite nano-clay was used as an additive. Twelve tests with different percentage of nano-clay, without pressure and at pressures of 50 to 500 kPa in two steps after the cracking (first day) and 24 hours after the creation of crack (second day) was performed for samples with a thickness of 0.5 and 1 mm. The flow rate is measured in all tests and was the basis for judging the impact of each factor. The results show that when the cracked sample is made with one millimeter, under non-pressure conditions, in about 60 minutes, approximately 500 ml of water passes through the crack. However, when the sample contains 2 and 5% nano-clay, the amount of water passing through the crack within 60 minutes, would be 40 and 5 ml, respectively.

    Keywords: Self-healing, nano-clay, Water Pressure, Crack
  • Mahmood Ameri *, Abolfazl Afshin, Mehdi Ebrahimzadeh Shiraz, Arash Rahimi Yengejeh Page 9

    The use of crumb rubber to modify the binders has been the interest of researchers for many years. It has been proven that the use of asphalt mixtures containing crumb rubber is leading to improve performance and increase the durability of asphalt pavement. However, increasing the viscosity of rubber modified binder which increases mixing and compaction temperature of asphalt mixture, known as one of the disadvantages of using crumb rubber. So, there is a good concept for using warm mix additives to besides improving the performance of asphalt mixture, reduce energy consumption and environmental pollution also be considered. On the other hand, binder has an important role in investigation of the performance of the asphalt mixture. It is also time-consuming and costly to evaluate the properties of asphalt mixtures. Evaluating the performance characteristics of the binder helps in understanding the performance of asphalt mixtures against various types of damage. The main objective of this study is to investigate the effect of organic warm mix additives (waxes) on the rutting performance of rubber modified binder by using the Multiple Creep Stress Recovery test. Because, it was found that the MCSR test results have a good correlation to rutting than SHRP criteria. The results of this study show that the use of polypropylene wax in addition to increase rutting resistance of rubber modified binder also will lead to increase in pavement traffic level by one degree. Despite of this, slack wax reduces rutting resistance of rubber binder by increasing the Jnr parameter.

    Keywords: binder rheology, warm mix additives, rubber binder, Rutting, Multiple Stress Creep Recovery test
  • Bahareh Ebrahimi Alavijeh, Behnaz Zare, Maryam Mokhtari * Page 10

    The presence of organic matter in soil reduces its compressive and shear strength. It is, therefore, not suitable for construction projects. Soil strength can be enhanced by various methods. Stabilization and reinforcement are two common ways of improving soil strength parameters. In this study, the effect of polypropylene fibers on stabilized soil was investigated. For this purpose, lime and xanthan gum biopolymer were used as stabilizers, and soil was reinforced with polypropylene fibers. The experiments were performed using 1 and 3% lime, 1 and 1.5% xanthan gum biopolymer and 0.5% polypropylene fibers (by dry weight). To investigate the effect of these materials on soil strength, uniaxial compression strength and indirect tensile strength tests were conducted. The processing time of the samples was 7 and 21 days. The results showed that the addition of lime, xanthan gum biopolymer and polypropylene fibers can increase the compression strength of soil. Increasing the processing time can also increase the strength of stabilized soil, and addition of fibers leads to the improvement of soil ductility. The maximum tensile strength was observed in the sample stabilized with xanthan gum biopolymer. In the soil sample with 1% lime, the addition of fibers could increase the soil tensile strength. The results suggest that soil strength parameters can considerably be improved if xanthan gum is replaced with lime. In addition, this material is environment-friendly.

    Keywords: Organic soil, Lime, Xanthan gum biopolymer, polypropylene fibers, Compression, tensile strength
  • Pouya Nouhi Hefzabad, MohamadAli Arjomand * Page 11

    This article addresses the question of how the use of helical piles will improve the uplift capacity and displacement. Shahriar sand has been used with the relative density of 70% and the compression operation has been performed using hammering. The universal Zwick/Roell Z160 apparatus has been employed for tensile. With regard to the dimensions of the apparatus, the sand container was designed and physical modeling of the helical pile has carried out using dimensional analysis and nondimensionalization by Buckingham π theorem. After fabricating of the pile sample with pitch of 13, 20 and 25 mm, the behavior of simple and helical piles were investigated and the effect of pitch was examined. The maximum uplift capacity and its associated displacement were extracted and analyzed. The results show that the maximum uplift capacity of helical piles with pitch of 13, 20 and 25 mm in comparison with the simple pile increased 453.57%, 518.66% and 436.24%, respectively. When the ratio of the pitch/central shaft diameter is between 1 and 1.5, the tensile capacity is improved by the generated friction and the weight of sand on the blade as a resisting factor. By increasing the ratio of S/d to 1.92 the blade torsional angle increases and the sand weight on the blades decreases. Therefore, the uplift capacity is reduced compared to the previous two. The outputs show that the displacements of helical piles are approximately equal.

    Keywords: Reinforcement, Helical pile, Sand, Experimental Method, UTM apparatus
  • Mehdi Faraj Mohammadieh *, Farhad Behnamfar, Seyed Jahed Mohammadi Page 12

    Excavation of tunnels can cause the earth to move, which is significant in the static and dynamic response of structures. In this study, the effect of a tunnel excavation in Tehran city on the dynamic and static response of structures in three section has been investigated. In the first part, PLAXIS software calculates the following two step session before and after excavating. The second part of PLAXIS also performs dynamic analysis for both stages and the following acceleration response is calculated. The purpose of the second part is to investigate the impact of excavating on acceleration response and its use in SAP 2000 software as input for structural analysis. In the third part, structure in modeled in SAP 2000 software and the results of the first part of the displacements of footing are applied and by using accelerating response, the structure`s nonlinear dynamic analysis is performed in two stages (PLAXIS output). The results of the analysis show that the tunnel excavation has increased the subsidence of foundation subsurface and the highest subsidence is in 6th model (Operation stage), which is 1.2 times the average of the previous one. The excavation has increased and the impact of the supporting structures during the execution phase compared to the operation stage where the concrete side walls are executed, has been effective in reducing the subsidence by 4% and maximizing the acceleration below 1.5 times and also in the structures the displacement increased by 1.25 times compared to the pre excavation phase response.

    Keywords: Urban Tunnel, Excavation, supporting structures, Dynamic analysis, Subsidence
  • Nader Haji Aghajanpour, Hamed Ghohani Arab Page 13

    In this paper, a new meta-heuristic optimization method called the Jump of Circles Optimization Method is introduced. In any optimization problem, an answer zone is defined in which the optimization algorithms search the space to find the optimal answer. The method presented in this paper, uses two important pillars in searching the answer zone. The first pillar is to use the geometric principles. The Jump of Circles, uses the circle with decreasing radius. The second pillar is to use the meta-heuristic application. In meta-heuristic algorithms, the search points distribute randomly and jump in answer zone. In the proposed method, the center of the searching circle jumps and sits on the optimal point of each step. The proposed algorithm solves the optimization problem in two phases. The first phase is optimal area exploration and the second phase is exploiting the exploration. Finally, the most optimal point that will be obtained from the two phases, is the optimal answer of the problem. This paper focuses on engineering problems. So, to check the proposed method, three truss benchmark problems is solved. In addition, the Keane's bumpy function is solved using the Jump of Circles Optimization Method. The answer obtained from the proposed method are compared with some conventional methods and are presented in the paper. The superiority of the proposed method is observed clearly.

    Keywords: Jump of Circles Optimization Method, meta-heuristic method, two phases method, optimization, engineering benchmark problems
  • Saman Salami Page 14

    Damage detection is a topic of great importance for structural health monitoring. Many varieties of structural damage can be detected by examining changes in structural response in terms of stiffness. Wavelet transform is a powerful mathematical tool for the processing and time-frequency analysis of transient signals and has great potential to be used in structural damage detection. In FRP-strengthened reinforced concrete and steel sections, stiffness changes can be caused by cracking, yielding of steel components, crushing of concrete, or rupture of FRP panels. With the help of wavelet transform, it is possible to use the continuous measurements of the response to bend or torsional loading to estimate the capacity of the cross section corresponding to the stiffness changes. In this paper, bending of FRP-reinforced steel beams filled by concrete under bending and CFRP-reinforced concrete beams under pure torsion is evaluated. The results show that the location of the damage appears as perturbations in the diagram of discrete wavelet coefficients, which indicate the time of cracking, yielding of steel, crushing of concrete in the compression zone, and rupture of FRP. Therefore, a wavelet transform-based data processing procedure can be used to estimate the cracking and yielding capacities of the beams subjected to torsion, the yielding capacity of the steel and the ultimate capacity of the beams subjected to bending. The results demonstrate a high level of agreement between the estimates obtained from the discrete wavelet transform method and the examined experimental and numerical data.

    Keywords: Wavelet transform, damage detection, cracking capacity, torsion, bending
  • Salim Abbasi *, Masoud Abam, Manuchehr Heidarpour Page 15

    In this study, the performance and efficiency of cable in control of local scour around the pier of the rectangular bridge has been investigated by changing the flow collision angle. In this study, three types of piers, namely: 1.round corner rectangular without cables, 2.round corner rectangular with cable with 10 % of pier diameter with a 15-degree twist angle of cable (second type pier), 3.round corner rectangular with cable with 15 % of pier diameter with a 12-degree twist angle of cable (third type pier), were used with four different flow collision angles, including 0, 5, 10, and 15 degrees.The purpose of this study is wrapping the cable around the pier and changing the flow collision angle from the downstream flow water and then its effect for the reduction of the depth of the final scour measure. In this experimental study, the effect of flow angles on the pier was investigated, so that the first type pier under zero degrees angle was compared with the second and third types parallel to the flow direction. The maximum scour depth in experiments was achieved at the 15-degree angle with the flow direction, and the effect of the cable in reducing the scour depth in this angle for type-2 and type-3 piers was 10% and 22%, respectively. Also, for type-2 piers, in experiments under 5, 10, and 15-degree angles with the flow direction, the scour depth was increased by 3%, 21%, and 37%.

    Keywords: bridge pier, collision angle, Local scour, Twist of cable, vortex horseshoe
  • Sassan Eshghi *, MohammadMahdi Maddah, Alireza Garakaninezhad Page 16

    In this paper, a new nonlinear static (pushover) analysis method is presented to evaluate the displacement-based demands of steel moment resisting frames (MRFs) at the collapse prevention performance level. In this method, the modal pushover responses are integrated using modal combination coefficients, which are calculated from optimization procedures. Two metaheuristic algorithms, including particle swarm optimization and colliding bodies optimization, are utilized in for this purpose. In the proposed procedure, the collapse prevention performance level is obtained by a new suggested criterion, which is based on the onset of severe local damages at the structure. This criterion corresponds to occur backward shape in the story capacity curves. The modal combination coefficients are obtained from incremental dynamic analysis (IDA) results of 5, 9, and 11 story steel moment resisting frames. The optimized modal pushover (OMPA) method is applied to two 9 and 12 story steel MRF buildings. The results show that the proposed method is easy to implement and is accurate enough to evaluate the displacement-based responses at the CP performance level.

    Keywords: Modal pushover analysis, Modal combination rules, Optimization algorithms, Collapse criteria, Steel moment-resisting frames
  • Masoud Soltani Mohammadi *, Behrooz Yousefia Page 17

    In this study, the macro modeling of masonry structures is used based on homogenous models, and an equivalent planar-frame model based analytical method is proposed for the purpose of masonry structures assessment. The equivalent frame model is a simple applicable approach which is almost accurate and time saving. Also, it holds proper convergence compared to the exact analytical and experimental methods. In the formulation of beam column elements, distribution of nonlinearity is chosen. Nonlinear constitutive model is simulated in the cross-sections and length-sections by the usage of fiber elements. For the consideration of shear behavior, bed joint sliding mode of failure and diagonal tension mode, smeared crack approach based interface element is developed in the Matlab framework. To consider seismic assessment of masonry walls, constitutive models is considered according to Instruction for Seismic Rehabilitation of Existing Buildings (No. 36) through a subroutine in main program. The accuracy of suggested approach is verified through comparison of experimental results and existing analytical methods.The comparison of experimental results with numerical results shows a good agreement.

    Keywords: Fiber Frame Element, Smeared crack approach, Timoshenko's Theory, Equivalent Frame Model, Lagrangian Approach
  • Ali Edalat, Mahdi Khodaparast *, Ali M. Rajabi Page 18

    Ali Abad Plain of Qom Province, located in the center of Iran, is among the areas recently affected by subsidence phenomenon due to water overexploitation. In this research, using the differential radar interferometry and Sentinel-1 images, vertical land deformation was monitored for an 18-month period from March 2015 to September 2016. The results showed a maximum subsidence of 240 mm. Moreover, it was found that subsidence in this plain is a progressive and continuous phenomenon with an almost constant spatial distribution. Next, groundwater table fluctuations were measured in Saveh Plain for a 14-years period ranging from September 2002 to September 2016. The results showed a maximum water table decline of -44 m. Comparing the ground deformation map with groundwater level fluctuation map revealed a direct relation between spatial distribution and ground deformation intensity and groundwater drop. In addition, comparing the alluvium thickness variations with ground deformation indicates that the alluvium thickness of the Ali Abad Plain varies from 20 m in its eastern part to 300 m in the western and central areas. The results do not show any significant relation between these two parameters in the study area. Moreover, it was found that layering type and the presence of thick fine-grained formations are among other factors affecting the intensity and rate of subsidence in the plain.

    Keywords: Subsidence, Differential SAR interferometry (DInSAR), Groundwater, Balancing, Ali-Abad plain
  • Iman Moradi, Mehdi Irannajad * Page 19

    Effect of feeding rate of crushing product was investigated on product particles size distribution by fractal dimension. particle size distribution was calculated according to the cumulative weight of the particles relative to particles size. A comparison between results obtained by Rosin-Rammler distribution and ones obtained by fractal geometry was made by root mean square error (RMSE). Comminution of ore was performed by three jaw, cone and roll crushers, each fed by rates of 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4 and 4.5 kilogram per minute. Fractal dimension of products for jaw, cone and roll crushers were (from 2.18 to 2.32), (from 2.12 to 2.27), and (from 2.30 to 2.43) respectively. Smallness of fractal dimension by cone crusher is due to particles uniformity. Bigness of fractal dimension of roll crusher is due to limited range of particles granulation. Limitation range of particle granulation causes uniformity of product weight distribution. A 2 mm opening sieve was selected as a passing target sieve. Results show that by increasing feeding rate, amount of material passing through of target sieve is decreased. The RMSE obtained by fractal geometry for jaw, cone and roll crushers were (between 8.01 to 8.60), (between 3.50 to 4.17) and (between 0.83 to 2.62) respectively. These ones obtained by Rosin-Rammler distribution were (between 8.11 to 8.60), (between 4.50 to 4.93) and (between 3.91 to 7.91) respectively. A comparison of results obtained by these two methods reveals that fractal geometry is a better way to particle size distributions description.

    Keywords: Fractal Geometry, Feeding rate, Particle size distribution, Crushing, Choke Feeding
  • Ali Jadidi, Ehsanollah Zeighami * Page 20

    Due to the thickness and low weight of the parts made of glass reinforced concrete, it is impossible to use reinforcement in the manufacture of these products. For this purpose, glass fibers are used to improve the concrete behavior under tensile and flexural loads and to increase the toughness. Glass fiber reinforced concrete can be used to make parts in different shapes and designs.This paper uses glass fibers and pozzolanic materials with different percentages. In order to investigate the flexural strength and toughness indices of concrete produced by pre-mixing and spraying methods, 15 mixing designs containing different percentages of glass fibers and pozzolanic materials in pre-mixed method and 14 mixing designs with spraying method have been tested. All mixing schemes were also tested at 350, 650 and 1000 ° C and the results were analyzed by scanning electron microscope (SEM). The use of pozzolanic materials in specimens reinforced with glass fiber improves the modulus of rupture. The modulus of rupture in the presence of heat and in the event of a fire is greatly reduced, which is a better performance for controlling this reduction process. Also, the flexural strength of high-temperature samples (1000 ° C) can be significantly increased by using methaquoline at different percentages of 10 and 15%.

    Keywords: Glass fibers, Micro silica, methaquoline, Fire, SEM device
  • Ebrahim Zamani Beydokhti *, AmirMohammad Taghavi, Hamed Kouhestanian Page 21

    In this paper, the seismic response of base-isolated and fixed-base concrete structures with soil-structure-interaction effect was investigated. The structures with 4, 8, and 12 stories with lead rubber bearing isolators on three types of soils including soft, medium, and firm soils as well as on rigid foundation modeled using OpenSees software v 2.5.0. The ACI 318-02 code was used to design of RC intermediate moment frames. The incremental dynamic analysis was performed to determine the structural response under six near field and six far-field earthquakes recorded with the same seismic parameters but with different stations. The inter-story drift ratio and failure probability for each level of damage (slight, moderate, extensive and complete) were calculated and the fragility curves for maximum inter-story drift in different levels of PGA were drawn. The results indicated that considering the soil-structure-interaction decreased the structural damage on both isolated and fixed base structures. Softening the soil under isolated structures resulted in increasing the median fragility acceleration in each level of damage. Furthermore, considering the soil-structure-interaction effect in the low-rise to medium-rise structures (4 and 8 story buildings) has a more significant effect on median fragility accelerations than high-rise buildings. While, the effect of the base shear on the 12-story frame was more considerable.

    Keywords: RC MOMENT FRAME, IDA analysis, LRB isolator, Fragility curve, Far-field, Near-field
  • Jafar Chabokpour *, Bagher Dini Page 22

    In the current study, it was tried to determine the mechanism of the tracer penetration through the depth of the river beds to investigate the self-purification nature of the rivers. For this purpose, experimental tests were carried out, and an analytical solution was developed. The electrical conductivity sensors and sodium chloride tracer (as a conservative contaminant) were operated in the operations. Also, for the derivation of the analytical equation, a conceptual model was presented based on the hybrid cells in series model. Then, by imposing the mass conservation to each cell of depth column, the governing differential equation was obtained and solved. Next, the results were evaluated by the framework of the developed equation. Moreover, the applicability of the new model was checked and confirmed by the recreation of the breakthrough curves. The time parameters of the new model were extracted. Then, their variation by the other parameters was queried. It is observed that the sum of temporal parameters (α,T_1,T_2) have a reverse relationship with the vertical dispersion coefficient. On the other hand, its value has been raised by an increment of the bed depth. Furthermore, the product of void scale and the pore velocity has been used for calculation of the vertical dispersion coefficient. Also, the magnitudes of the pore velocity and dispersivity were commuted. It is revealed that by the increase of the bed depth, the mentioned parameters were decreased.

    Keywords: Self-Purification, Pollution, river bed, analytical, River
  • Amir Tarighat *, Amir Kooshki Jahromi Page 23

    Portland cement production has caused problems such as air pollution, energy consumption, loss of natural resources, exacerbation of greenhouse effects and global warming which have some economic issues. The use of pozzolans in the production of concrete decrease the negative points of the above mentioned problems and improves the mechanical properties and durability of the concrete in long run. In this paper, the effects of Taftan natural pumice powder and silica fume are investigated on the mechanical and durability properties of concrete. For this purpose, 18 concrete mixes were considered for two water to cementitious materials ratios of 0.4 and 0.45. Taftan natural pumice was replaced for Portland cement at 0, 10 and 20 percents and silica fume at 0, 7 and 10 percents. The results showed that using Taftan natural pumice improves the mechanical and durability properties of concrete. After 90 days the highest values of compressive strength, tensile strengths and sulfate resistance of mixes containing 10% Taftan natural pumice, 10% silica fume and mixes containing 20% Taftan natural pumice, 10% silica fume were achieved. For these mixes the capillary absorption and electrical resistance results were better comparing to the other mixes, too. On the other hand, the use of the Taftan natural pumice instead of a percentage of Portland cement has reduced the cost of production concrete.

    Keywords: Taftan natural pumice, Silica fume, Compressive Strength, Tensile Strength, sulfate resistance
  • Milad Dehghani, Mostafa Mashayekhi *, Mehdi Sharifi Page 24

    In this study, a new method is presented to solve the geometry and sizing optimization problems of truss structures using an effective hybrid of cellular automata (CA) and gravitational search algorithm (GSA), which is named CA-GSA method. The basic of the GSA is the Newtonian Gravity and Motion laws. Due to the direct effect of all objects on each other and the lack of attention to elitist selection, this algorithm converges to a local optimum point. In this study, with the help of the CA method, masses are distributed in a finite cellular network, and each cell is only related to its neighbors. In the CA-GSA method, the laws of gravity and motion of masses in the GSA method are defined as the relationship factor of each cell to its neighboring ones. Therefore, the applied force on each mass is obtained from the resultant force of its top neighboring masses. The definition of these top neighboring masses and their applied force on the central mass add memory and elitist selection to the GSA algorithm, respectively. Another advantage of the new method is to update the cellular network after any local evolution, which makes it possible to achieve the optimal point using fewer analyzes. To investigate the usefulness of the proposed method, the CA-GSA method was used to solve the geometry and sizing optimization problems of four benchmark truss structures. The results of CA-GSA show the superiority and power of this algorithm in comparison with the methods introduced in the literature.

    Keywords: Cellular Automata, truss structures, optimization, gravitational search algorithm, hybrid optimization method
  • Mahmood Naderi *, Alireza Kaboudan Page 25

    Permeability is one of the most effective parameters on concrete durability. Therefore, in this paper penetration of water into concrete is studied. Although most of the researchers have considered the coefficient of permeability obtained from one dimensional Darcy’s equation, in the present paper due to movement of water in all directions, two-dimensional diffusion equation which defines penetration of fluid into a porous material has been used for first time. For this purpose, cubic concrete specimens with different W/C ratios were prepared and their permeability was measured using “Cylindrical chamber” method. In this method, applied pressures and durations of water penetration were varied. The two-dimensional equation considered, was solved using Laplace and Henkel transformations and the obtained results were compared with the “Cylindrical chamber” results. Comparison of the theoretical and experimental results showed that the average respective percentage errors calculated for the estimation of wet curve, maximum penetration depth, average penetration depth and wet surface were 23.07, 13.64, 21.41 and 1.66. The coefficients of determination between pressure magnititude and duration of water penetration, considering the variables of maximum penetration depth, average penetration depth, wet surface, penetrated volume and optimum diffusion coefficients were seen to be higher than 0.95. Furthermore, no reliable correlation was observed between the optimum diffusion coefficients and the mentioned variables.

    Keywords: Concrete, “Cylindrical Chamber”, Permeability, Two-dimensional diffusion equation, W, C ratio
  • Amir Malazadeh Sadeghion, Gholamreza Azizyan *, MohamadKarim Beirami Page 26

    Ski-jump bucket spillway is one of the energy dissipation structures applied at downstream of spillways or bottom outlets. In this study, the effect of the convergence angle of the ski-jump bucket on the flow energy dissipation was experimentally investigated and the results were compared with the conventional bucket model. For this purpose, four convergence angles of 10, 20, 30 and 40 degrees were created using deflectors in the bucket. The effect of adding a dividing wall, in two modes of bucket splitter wall (BSW) and full separator wall (FSW), on the conventional and convergent buckets were investigated. The results showed that the flip buckets dissipated about 60 to 65 percent of their energy. At a 20-degree convergence angle, the energy dissipation of the flow increased by about 5 percent, however, at a 30-degree convergence angle, the energy dissipation decreased by about 15 percent. In general, the energy dissipation decreases by increasing the flow discharge. Adding a dividing wall to the bucket does not have a significant effect on energy dissipation, although adding a separator wall to a converged bucket eliminates the effect of reduction in the energy dissipation due to convergence of the bucket. By mounting the dividing wall on the bucket, a local disturbance is created in the flow pattern, however, the resulting loss is not significant compared to the energy dissipation caused by the jet colliding with the bottom of the stilling basin. Whereas full separator wall (FSW) divides the bucket into two parts and it doesn't cause major disruption to the flow pattern.

    Keywords: Bottom Outlet, Converged chute, energy dissipation, Flip Bucket, Spillways