فهرست مطالب

مهندسی عمران - سال پنجاه و سوم شماره 7 (مهر 1400)

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و سوم شماره 7 (مهر 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/07/20
  • تعداد عناوین: 25
|
  • فرزین سلماسی*، پروانه حیدری، هادی ارونقی صفحه 1

    دبی جریان عبوری از روی سرریز اوجی به طول سرریز، بار آبی بالادست و ضریب دبی جریان بستگی دارد. عوامل متعددی نیز بر ضریب دبی جریان اثر می گذارند. در این پژوهش، به بررسی برخی از پارامترهای موثر بر ضریب دبی سرریز اوجی مانند: شیب وجه بالادست، ارتفاع کف بند و استغراق پایین دست پرداخته شده است. بدین منظور، مدل های فیزیکی از سرریز اوجی ساخته شد. این مدل ها دارای شیب متفاوت در وجه بالادست (وجه قایم و شیب های 18، 33 و 45 درجه)، دارای ارتفاع کف بند متفاوت 3، 5، 7 و 10 سانتی متری در پایین دست در حالت جریان آزاد و سرریز اوجی دارای شیب وجه قایم بالادست ولی در حالت مستغرق می-باشند. نتایج نشان داد که برای همه سرریزها، ضریب دبی با افزایش پارامتر P/He ابتدا سیر صعودی داشته و سپس روند ثابتی دارد. مقدار ضریب دبی از حدود 25/2 در حالت جریان آزاد به 15/2 در حالت جریان مستغرق کاهش می یابد. به ازای یک بار آبی (He) معین، سرریزهای دارای کف بند و حالت مستغرق، میزان دبی کمتری از خود عبور می دهند. همچنین با استغراق سرریز با شیب وجه قایم بالادست، نحوه ی تغییر ضریب دبی نسبی با پارامتر (h_d/H_e)، ابتدا روند ثابتی داشته و سپس کاهش یافته است. آستانه ی استغراق (hd/He) در این پژوهش برای این سرریز 75/0 می باشد و با افزایش نسبت استغراق (hd/He) از حدود 75/0 تا 1، ضریب دبی نسبی (Cs/C0) از 88/0 به 24/0 کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: سرریز اوجی، ضریب دبی، شیب بالادست، ارتفاع کف بند پایین دست، جریان آزاد و مستغرق
  • محمدحسین احمدی، حامد ملاداودی* صفحه 2

    در اغلب مواد سنگی تغییرشکل های ناشی از جابجایی در سطوح ریزترک اولیه و انتشار خرابی به دلیل جوانه زنی و رشد ترک بال و ترک ثانویه به گونه توامان رخ می دهد. وقتی مواد سنگی تحت بارگذاری دینامیکی قرار می گیرند، اندرکنش بین ریزترک ها نقش مهمی در رفتار مواد ایفا می کند. در این تحقیق روش همگن سازی خودسازگاری برای لحاظ اندرکنش بین ریزترک ها و تعیین پارامترهای موثر مواد حاوی ریزترک که تحت تاثیر رشد خرابی زوال یافته اند، بکار گرفته شده است. هدف از ارایه این تحقیق توسعه مدل خرابی ریزمکانیکی با در نظر گرفتن مکانیزم رشد ترک بال و ترک ثانویه در کنار کرنش های غیرالاستیک ناشی از جابجایی سطوح ریزترک اولیه تحت بارگذاری فشاری دینامیکی می باشد. در این تحقیق، معیار مناسبی برای شروع رشد ترک ثانویه برای ترک های بسته پیشنهاد شده است. پارامترهای چقرمگی نمونه های سنگی با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی تعیین شده است. پارامترهای ریزساختاری سنگ (میانگین طول اولیه و چگالی ریزترک ها) با استفاده از اسکن میکروسکوپ الکترونی مطالعه شده است. برای اعتبارسنجی مدل توسعه داده شده، نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی با نتایج آزمایش میله فشاری هاپکینسون مقایسه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی بازای نرخ کرنش یکسان تطابق خوبی با نتایج آزمایش میله فشاری هاپکینسون دارد. نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی نشان می دهد که مدل ریزمکانیکی توسعه داده شده بسیاری از ویژگی های رفتاری سنگ ها از جمله رفتار نرم شوندگی در ناحیه بعد از مقاومت فشاری، خرابی حاصل از ترک های بال و ترک های ثانویه و تغییرشکل های بازگشت ناپذیر ناشی از جابجایی سطوح ریزترک ها را پیش بینی می کند.

    کلیدواژگان: ترک ثانویه، رشد خرابی، فاکتور شدت تنش، کرنش غیرالاستیک، روش همگن سازی خودسازگار
  • محمد مهدی احمدی*، محمدجواد ماشین چیان، سید سجاد هادئی صفحه 3

    سیستمهای فونداسیون شمع بطور گسترده ای جهت پایداری سازه های در معرض بار لرزه ای مورد استفاده قرار میگیرند. تعداد زیادی از سازه ها و شالوده ها در سیستم سازه-خاک-شمع هنگامیکه در معرض بارلرزه ای قرار گرفته تخریب شده اند. به دلیل پیچیدگیهای موجود در مسایل اندرکنش خاک-شمع و همچنین فقدان روش های دقیق، استفاده از روش های عددی جهت تحلیل مسایل اندرکنش خاک - شمع ضروری است. در سیستم خاک-شمع تحت بارگذاری دینامیکی، پاسخ دینامیکی شمع وابسته به عوامل متعددی است. این عوامل را می توان به سه دسته اصلی شامل پارامترهای هندسی، مشخصات مصالح و نیز ویژگی های بارگذاری طبقه بندی نمود. بررسی تاثیر هر یک از عوامل فوق در پاسخ دینامیکی شمع، می تواند مهندسین را در طراحی بهتر یاری نماید. هدف تحقیق حاضر بررسی تاثیر این عوامل برروی پاسخ دینامیکی شمع منفرد مدفون درخاک رسی با استفاده از نرم افزار تفاضل محدود FLAC3D است. یکی از مهمترین و تاثیرگذارترین موضوعات درمدلسازی عددی پاسخ دینامیکی سیستم شمع-خاک مدل رفتاری درنظرگرفته شده برای خاک است. دراین مقاله از یک مدل رفتاری نرم شونده برای مدلسازی رفتار خاک تحت بارگذاری دینامیکی استفاده شده است. تحریک اعمال شده به مدل، به صورت هارمونیک سینوسی بوده که به شکل تاریخچه زمانی شتاب به کف مدل اعمال شده است. پس از اعتبارسنجی مدل به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بررفتار دینامیکی شمع پرداخته شده و ممان خمشی و جابجاییهای ایجاد شده در شمع ارایه شده و نتایج تفسیرگشته اند.نتایج بدست آمده از این مقاله نشان میدهد که مقدارضریب اندرکنش سینماتیکی به خصوصیات بارگذاری وارده بستگی داشته ودر فرکانسهای بالاپاسخ سرشمع نسبت به پاسخ میدان آزادمقادیرکمتری دارد.

    کلیدواژگان: پاسخ دینامیکی، شمع منفرد، خاک رسی، اندرکنش شمع-خاک، تحلیل عددی
  • امیر گل رو*، امیرحسین فانی، حامد ناصری، سید علی میرحسنی صفحه 4

    برنامه ریزی عملیات نگهداری و تعمیر روسازی نقش بسزایی در اجرای کارآمد سیستم مدیریت روسازی ایفا می کند. این مسئله معمولا با فرض قطعی بودن تمامی پارامترهای موجود بررسی می شود. در حالی که عدم قطعیت زیادی در مسئله دیده می شود. به طور مثال، میزان بودجه به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار به دلایل مختلفی مانند محدودیت منابع و تغییر سیاست ها با نوسان همراه است. برنامه ریزی عملیات با فرض قطعی بودن بودجه ممکن است به جوابی منجر شود که با جواب بهینه واقعی، فاصله زیادی داشته باشد. هدف این پژوهش، برنامه ریزی عملیات نگهداری و تعمیر روسازی در سطح شبکه با در نظر گرفتن عدم قطعیت بودجه با رویکردی جدید و کاربردی می باشد. برای این منظور، یک مدل برنامه ریزی تصادفی چند مرحله ای عدد صحیح خطی که هدف آن یافتن جوابی است که برای تمامی حالات عدم قطعیت امکان پذیر و بهینه باشد، ارایه می شود. نتایج مدل معرفی شده بر روی یک شبکه موردی با 6 قطعه روسازی نشان داد مدل برنامه ریزی تصادفی به خوبی نوسانات بودجه را لحاظ کرده و راه حلی ارایه می کند که برای سناریوهای مختلف بهینه باشد. مقایسه نوع عملیات انتخاب شده توسط مدل-های تصادفی و قطعی نشان داد که تعداد عملیات پیشگیرانه انتخاب شده توسط مدل تصادفی بیشتر از مدل قطعی است به طوری که از 67/36% از کل عملیات انتخابی در مدل قطعی به 91/40% در مدل تصادفی می رسد. این موضوع موید این نکته است که مدل تصادفی سعی دارد بودجه را با توجه به اثرات منفی افت احتمالی آن بین قطعات بیشتری از طریق انتخاب عملیات پیشگیرانه تقسیم کند.

    کلیدواژگان: سیستم مدیریت روسازی، برنامه ریزی عملیات نگهداری و تعمیر، عدم قطعیت، بهینه سازی، برنامه ریزی تصادفی
  • حمید بهبهانی، نوید ندیمی*، مصطفی خالقی صفحه 5

    راه ها از گسترده ترین زیرساخت های عمرانی و جزء سرمایه های ملی هر کشور محسوب می شوند. مدیریت ترمیم و نگهداری راه ها از مهم ترین امور برای حفظ وضعیت راه ها در حالت مطلوب بوده و چنانچه این امر بطور مناسب انجام نشود، هزینه های بیشتری در آینده وارد خواهد شد. دو موضوع تعیین نوع گزینه ترمیم و نگهداری و زمان بکارگیری آن در مبحث مدیریت تعمیر و نگهداری راه ها دارای اهمیت فراوان است. در این مقاله سعی شده است تا با ترکیب ابزارهای اولویت بندی، هوش مصنوعی و بهینه سازی روشی جهت انتخاب گزینه بهینه ترمیم و نگهداری در قطعات روسازی در هر بازه زمانی ارایه شود. برای این منظور ابتدا برای اولویت بندی شاخه های شبکه روسازی از تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده می شود. سپس با استفاده از مدل برنامه ریزی خطی احتمال انتخاب گزینه های ترمیم و نگهداری در قطعات روسازی با در نظر گرفتن محدودیت های مشخص بیشینه می شود. برای به دست آوردن احتمال انتخاب هر گزینه ترمیم و نگهداری در قطعات روسازی از سیستم استنتاج فازی (FIS) استفاده می شود. برای اجرای مدل پیشنهادی از یک شبکه روسازی اطراف شهر ماهان (کرمان) استفاده می شود. براساس نتایج حاصل شده می توان گفت که الگوریتم به کار رفته در این مقاله می تواند با در نظر گرفتن پارامترها و شاخص های مختلف مربوط به شاخه ها و قطعات روسازی، سناریوهای مختلفی برای انتخاب گزینه های ترمیم و نگهداری در بازه های زمانی یک ساله به سازمان متولی راه بدهد و این الگوریتم فرآیند انتخاب گزینه های ترمیم و نگهداری در قطعات مختلف را تسهیل می کند و یک روش علمی و مدون جهت مدیریت تعمیر و نگهداری راه ها ارایه می‎دهد.

    کلیدواژگان: مدیریت روسازی، فازی، بهینه سازی، تعمیر، نگهداری
  • سیامک شفقتیان، غلام مرادی*، هوشنگ کاتبی صفحه 6

    تثبیت شیمیایی خاک ضعیف بستر راه، یک روش مناسب و ضروری برای پرهیز از مشکلات جایگزینی خاک ضعیف با منابع منتخب قرضه به لحاظ اقتصادی و زیست محیطی است. در تثبیت شیمیایی، استفاده از مصالح نوین از جمله پلیمرها به جای مصالح سنتی مانند آهک موجب تسریع عملیات و همچنین کاهش فشار بر منابع می شود ولی آثار زیست محیطی و مقاومت درازمدت این روش ها دغدغه متخصصین است. اخیرا طبق توصیه پیمان زیست محیطی کیوتو در بخش تثبیت خاک با اهداف ژیوتکنیکی، تحقیق بر روی روش های نوین زیستی تثبیت خاک از جمله روش "تثبیت میکروبی خاک" گسترش یافته است. در این پژوهش تاثیر تثبیت خاک رس بستر راه به دو روش شیمیایی و زیستی از طریق آزمایشهای مختلف، بررسی و مقایسه شد. در تثبیت شیمیایی از یک پلیمر مایع به نام پلی الکترولیت کاتیونی و در تثبیت زیستی، از روش رسوب میکروبی کربنات کلسیم، به عنوان یک روش بهسازی میکروبی استفاده شد. در هر دو روش وزن مخصوص خشک خاک، کاهش و رطوبت بهینه آن افزایش می یابد. تثبیت شیمیایی، دامنه خمیری را افزایش داده و تثبیت میکروبی آن را کاهش می دهد. هر دو ماده در غلظتهای پایین، pH محیط را تا دوره زمانی سه روزه افزایش می دهند. هر دو ماده مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسیته خاک را تقریبا به یک میزان افزایش می دهند که به لحاظ اقتصاد پروژه (هزینه و زمان)، تثبیت شیمیایی با پلی الکترولیت کاتیونی و به لحاظ مسایل زیست محیطی، تثبیت زیستی به روش MICP برای خاک مورد مطالعه مناسب است.

    کلیدواژگان: تثبیت شیمیایی، تثبیت زیستی، بستر رس، پلیمر، پلی الکترولیت کاتیونی
  • فریبا آذرپیرا، سجاد شهابی* صفحه 7

    شبیه سازی جریان جهت مدیریت تخصیص آب در دوره های تر سالی و خشکسالی بسیار حایز اهمیت است. با توجه به پژوهش هایی که در طول چندین دهه در این خصوص صورت گرفته، روش های هوش محاسباتی در ترکیب با موجک، به عنوان روش هایی کارآمد شناخته شده اند. در این مقاله، رویکرد ترکیبی موجک (W)- تحلیل مولفه اصلی (PCA)- جنگل تصادفی (RF)، جهت شبیه سازی جریان روزانه ی رودخانه ی پلرود، پیشنهاد شده است. در مدل پیشنهادی، ابتدا داده های هیدرومتری توسط تبدیل موجک پردازش شده و به همراه داده های هواشناسی به الگوریتم PCA اعمال شدند. سپس بردار های خروجی آن به شبکه ی جنگل تصادفی وارد گردید. نتایج نشان داد که الگوریتم PCA علی رغم کاهش بعد بردار های ورودی و ساده سازی آن، می تواند دقت و سرعت عملکرد مدل را ارتقا بخشد. هم چنین، مدل را به گونه ای منسجم کند که افزایش زمان شبیه سازی و عدم قطعیت بردار های ورودی، بر قابلیت مدل کمتر اثر بگذارد و روند نزولی آن، از شیب هموار تری بر خوردار باشد. علاوه بر این، پیش پردازش داده به همراه PCA، توانسته در زمان شبیه سازی یک و سه روز، شاخص توافق را، به ترتیب، 5 و 8 درصد بهبود ببخشد و قابلیت مدل در شبیه سازی درست تر جریان رودخانه را افزایش دهد. از طرفی، نتایج بهترین مدل ترکیبی در زمان شبیه سازی یک روز دارای ضریب همبستگی 0/911 و جذر متوسط مربعات خطای 7/095 مترمکعب در ثانیه است که این مقادیر در بهترین مدل ترکیبی برای زمان شبیه سازی سه روز به 0/817 و 8/681 مترمکعب در ثانیه می رسد، که این موضوع به خوبی قابلیت بسیار مناسب مدل ترکیبی پیشنهادی برای زمان های شبیه سازی بلندمدت تر را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: پلرود، پیش پردازش، جریان روزانه، زمان شبیه سازی، سری زمانی
  • سید سعید صحرانورد، حسن حاجی کاظمی صفحه 8

    دال ها اعضای سازه ای هستند که وظیفه حمل و انتقال بار را بر عهده دارند. دال ها به دلایل گوناگون ازجمله تغییر کاربری، خوردگی آرماتورها و تغییر در آیین نامه ها نیازمند تقویت می گردند. باسابقه ترین روش تقویت دال های بتنی استفاده از ورق های تقویت فولادی است. مسئله اصلی در استفاده از ورق های فولادی وزن زیاد آن ها بهنگام استفاده، نصب مشکل و عدم اطمینان از اتصال مناسب ورق تقویت به دال است. در این پژوهش ورق های فولادی سوراخ شده به عنوان عامل تقویت کننده دال مورد مطالعه قرارگرفته اند. این نوع از ورق ها در کنار وزن کمتر امکان اتصال آسان تر و مطمین تری را فراهم می نمایند. به منظور انجام آزمایش ها 9 دال بتن مسلح دوطرفه با ابعاد 1200 و ضخامت 80 میلیمتر زیر اثر بار نیمه متمرکز مورد مطالعه قرارگرفته اند. تاثیر ضخامت ورق، چیدمان سوراخ ها، مساحت سوراخ ها و روش اتصال ورق پانچ شده بر عملکرد سیستم تقویت از طریق مطالعه نمودار بار-تغییرمکان، انرژی شکست و شکل پذیری مورد بحث قرارگرفته است. نتایج آشکار ساخته اند که ورق های سوراخ دار ظرفیت باربری، جذب انرژی و شکل پذیری دال های دوطرفه را به ترتیب تا 62%، 253% و 220% افزایش می دهند. مقایسه الگوی شکست نمونه های تقویت شده نشان داده است که فاصله سوراخ ها از گوشه ورق و مساحت قسمت مرکزی ورق در انتخاب چیدمان مناسب سوراخ ها حایز اهمیت است. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده تقویت با بهره گیری از چسب سبب افزایش ظرفیت باربری و سختی اولیه شده و حالت شکست آن جداشدگی ورق اتصال است؛ درحالی که تقویت با استفاده از پیچ می تواند شکل پذیری و جذب انرژی دال را بهبود داده و حالت شکست آن بیرون کشیده شدن پیچ است.

    کلیدواژگان: دال های دوطرفه، تقویت دال های بتنی، ورق های فولادی پانچ شده، حالت شکست، شکل پذیری
  • احد نظری*، مجید پرچمی جلال، امید احمدسلطانی صفحه 9

    امروزه با پیشرفت دانش مدیریت پروژه و توسعه روش های مدیریتی، درصد شکست پروژه ها، کاهش قابل توجهی داشته است. با این وجود همچنان بسیاری از اهداف پروژه ها محقق نمی شود. یکی از مهم ترین فرایندهایی که به شدت تحقق اهداف یک پروژه را تحت تاثیر قرار می دهد، مدیریت ریسک پروژه است. یکی از راه های موثر در مدیریت ریسک پروژه، شناخت و مدیریت پدیده ای به نام نشانگر ریسک می باشد که با وجود گذشت سالیان زیادی از ارایه این مفهوم ولی همچنان بسیار محدود به آن پرداخته شده است. هدف اصلی این پژوهش، تلاش در ایجاد درک عمیق تر از این پدیده می باشد. شناخت و مدیریت این پدیده کمک شایانی به فرایند مدیریت ریسک داشته و موجب می شود با داشتن زمان مناسب برای اتخاذ استراتژی، بهترین تصمیم گرفته شده و تاثیر منفی وقوع ریسک را کاهش داد. نوع قرارداد همواره نقش موثری در ایجاد ریسک دارد. لذا در این پژوهش جهت توسعه و تحلیل مفهوم پدیده ی نشانگر ریسک، روش طرح و ساخت با توجه به مزایا و اقبال روز افزون، انتخاب شده است و برای تبیین جایگاه و اهمیت نشانگر ریسک رابطه آن با تعدادی از ریسک های مهم به صورت کیفی تحلیل شده است. بدین منظور از طریق مطالعات کتابخانه ای، جدولی از ریسک های متداول این قراردادها و نشانگرهای ریسک از منابع موجود، شناسایی و گردآوری شده است. از طریق مصاحبه با خبرگان روابط ریسک، منشا و نشانگر در چند ریسک با اهمیت بالاتر بررسی، اعتبار سنجی و جدولی کاربردی از نشانگرها ریسک ارایه شده است که کمک شایانی به ذینفعان جهت داشتن آمادگی بیشتر پاسخگویی دارد.

    کلیدواژگان: ریسک، مدیریت ریسک، هشدار دهنده زودهنگام ریسک(EWI)، نشانگر ریسک، طرح و ساخت
  • فرهاد عباس گندمکار*، سعید پارسافر، وحید رضوی طوسی، نگار صمیمی فرد صفحه 10

    یکی از انواع سیستم سقف های سازه ای تشکیل شده است از ورق فولادی تاخورده و صفحه تخت که به وسیله پیچ های خودکار به هم متصل شده اند. هدف از تحقیق حاضر بررسی رفتار سقف مذکور تحت بار انفجار است. برای این منظور، تاثیر پارامترهای مختلفی چون: ضخامت صفحه تخت و ورق فولادی تاخورده، نوع صفحه تخت، فاصله پیچ های خودکار، شرایط مرزی، ابعاد سقف، دوبل کردن صفحات مذکور و همچنین وزن و فاصله ماده منفجره از مرکز سقف، بر رفتار دینامیکی غیرخطی سقف مذکور مطالعه شد. این بررسی با استفاده از روش عددی اجزا محدود و با بهره گرفتن از نرم افزار آباکوس انجام گردید. نتایج تحقیق نشان دادند که با تغییر پارامترهایی چون ضخامت و نوع صفحه تخت، ابعاد و شرایط مرزی سقف، دوبل کردن عناصر اصلی و همچنین فاصله و وزن مواد منفجره تغییرات زیادی در تغییر مکان حداکثر و انرژی کرنشی سقف ایجاد می گردد، ولی تغییر سایر پارامترهای فوق الاشاره تغییرات زیادی در آنها ایجاد نمی کنند. تحت شرایط مختلف سازه ای و بارگذاری سقف، در بعضی مدل ها ورق فولادی تاخورده و صفحه تخت به تنش تسلیم رسیدند، هرچند آنها در بسیاری از موارد به تنش تسلیم خود نمی رسند. نتایج تحقیق حاضر کمک شایانی به محققین و طراحان سازه در شناسایی پارامترهای موثر و غیر موثر بر رفتار سقف مورد مطالعه تحت بار انفجار می نماید.

    کلیدواژگان: انفجار، سیستم سقف مرکب، اجزامحدود، آنالیز دینامیکی غیرخطی، PSSDB
  • مظفر خادمی شیراز*، مهدی روانشادنیا، افشین خشند، حمیدرضا عباسیان جهرمی صفحه 11

    امروزه با توسعه روز افزون شهری، پسماند ساختمانی یک معضل بزرگ برای زندگی شهری است. شهر قزوین نیز از این قایده مستثنی نبوده و یافتن مکان دفن مناسب یک ضرورت مهم است. هدف از این پژوهش شناسایی مناطق مستعد دفع پسماندهای ساختمانی در محدوده شهرستان قزوین با در نظرگرفتن شرایط و ضوابط سازمان هایی همچون شهرداری، مدیریت پسماند و سازمان حفاظت محیط زیست و با استفاده از سامانه ی اطلاعاتی جغرافیایی GIS می باشد. بدین منظور در این پژوهش از 16 لایه ی اطلاعاتی شامل لایه هایی مانند زمین شناسی، نوع خاک و نفوذ پذیری، کاربری اراضی، اقلیم، فاصله از رودخانه، فاصله از مناطق حفاظت شده، جهت شیب و غیره در محدوده شهرستان قزوین بکار گرفته شدند و بعد از تولید نقشه های اولیه، طبقه بندی و ارزش گذاری زیرمعیارهای هر لایه اطلاعاتی انجام گرفته است و مقادیر ارزش گذاری به مقادیر فازی بین صفر و یک تبدیل گردیدند. سپس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی وزن مطلق هر لایه اطلاعاتی محاسبه شد و با تلفیق و هم پوشانی وزن دار لایه ها نقشه شایستگی مکانیابی محل دفن پسماندهای ساختمانی برای شهرستان قزوین تولید گردید. طبق نقشه شایستگی، مکان های موجود برای دفن پسماند در پنج پهنه مشخص و زمین هایی با مساحت بالا از میان زمین های پهنه پنجم (با ارزش 9) جهت بهترین مکان برای دفن پسماند ساختمانی در بازه 40 ساله پیشنهاد شدند. طبق نتایج تحقیق مشخص شد محدوده شمال غربی قزوین به دلیل جنس خوب خاک، کاربری اراضی مناسب، فاصله از رودخانه ها، گسل ها و دسترسی به جاده ارتباطی و اقلیم خشک می تواند مناسبترین مکان برای دفن پسماند ساختمانی باشد.

    کلیدواژگان: سیستم اطلاعات مکانی (GIS)، تحلیل فرآیند سلسله مراتبی فازی (FAHP)، دفن پسماند، مکانیابی، قزوین
  • مسعود غلامی، فریدون مقدس نژاد*، علی اکبر رمضانیان پور، امیرمحمد رمضانیان پور صفحه 12

    کاهش منابع نفتی و طول عمر نه چندان بالای روسازی های آسفالتی، استفاده از روسازی بتنی را در جهان، مورد توجه قرار داده است. یکی از مشکلات اصلی روسازی های بتنی، پدیده جمع شدگی (مخصوصا ناشی از خشک شدن) است که در اثر از دست رفتن آب موجود در ساختار بتن ایجاد و سبب ایجاد تنش کششی در سطح المان های آن می گردد که اگر تنش ایجاد شده از مقاومت کششی بتن بیشتر باشد، ترک هایی در سطح بتن پدیدار می شود. افزودنی کاهنده جمع شدگی از جمله موادی است که به واسطه کاهش کشش سطحی و فشار جداکننده، سبب کاهش تنش کششی ایجاد شده در بتن می شود. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر افزودنی کاهنده جمع شدگی بر مشخصات فیزیکی و مکانیکی بتن مورد استفاده در روسازی های بتنی می باشد. آزمایش های اسلامپ، مقاومت فشاری، خمشی، الکتریکی، اصطکاک سطحی، جمع شدگی های آزاد و مقید بر روی بتن شاهد و بتن حاوی ماده کاهنده جمع شدگی (2 درصد وزن سیمان) در دو نسبت آب به سیمان 35/0 و 4/0 انجام شد. نتایج نشان دهنده آن است که استفاده از ماده کاهنده جمع شدگی تاثیر چندانی بر کارایی بتن نگذاشته است. کاربرد این ماده در بتن سبب کاهش حدود 10 درصدی مقاومت فشاری، خمشی و الکتریکی می شود. به علاوه این ماده میزان جمع شدگی آزاد، مقید و عرض ترک های ایجاد شده را به ترتیب حدود 10، 20 و 40 درصد کاهش می دهد و سن ترک خوردگی را حدود 7 روز به تاخیر می اندازد. با این حال تاثیر این افزودنی بر روی اصطکاک سطحی واضح و مشخص نمی باشد.

    کلیدواژگان: روسازی بتنی، جمع شدگی ناشی از خشک شدن، تنش های کششی، ترک در بتن، افزودنی کاهنده جمع شدگی
  • مسعود ذبیحی سامانی*، سید مصطفی دریاباری، سید ابوالفضل دریاباری، علیرضا میرحبیبی صفحه 13

    برای ایجاد امکان ساخت تصفیه خانه فاضلاب غرب تهران، از افزودن آهک و سیمان جهت تثبیت و بهسازی خاک رس به منظور کاهش نشست پذیری در پی های گسترده استفاده شده است. آهک و سیمان با خاک رس ترکیب و تاثیر استفاده از این دو ماده افزودنی در تثبیت خاک ریزدانه رسی در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های خاک در حالت طبیعی و نیز در حالت ترکیب با درصد های مختلف آهک و سیمان معادل 3، 6 و 8 درصد وزن خشک خاک برای آزمون های آزمایشگاهی شامل آزمایش حدود آتربرگ، دانه بندی، تراکم استاندارد، مقاومت فشاری و نسبت باربری کالیفرنیا، آزمایش های سه محوری تحکیم یافته زهکشی نشده و برش مستقیم، مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج کاهش در پلاستیسیته و وزن واحد حجم بیشینه خاک و افزایش رطوبت بهینه، مقاومت فشاری و نسبت باربری کالیفرنیا رس با افزودن این دو ماده را نشان می دهد. میزان چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی که حاصل از آزمایش های سه محوری تحکیم یافته زهکشی نشده و برش مستقیم می باشد با افزایش درصد سیمان و آهک افزایش می یابند. صحت سنجی تحقیقات با آزمایش بارگذاری صفحه در محل نیز انجام شده است. پس از بررسی های آزمایشگاهی اثرات استفاده از خاک اصلاح شده با اعماق بهسازی یک، دو، چهار، شش، هشت و ده متر به کمک نرم افزار Plaxis نشان میدهد که با افزایش عمق بهسازی میزان نشست کاهش یافته که در مقایسه با نشست بدست آمده از آزمایش بارگذاری صفحه ای در حالت طبیعی دارای اختلاف زیادی می باشد. اما اختلاف نتایج بدست آمده از نرم افزار و آزمایش بارگذاری پس از بهسازی ناچیز می باشد.

    کلیدواژگان: بررسی آزمایشگاهی خاک رس، آهک، سیمان، تثبیت خاک، نشست پی های گسترده
  • علی پاکزاد، محمد خان محمدی* صفحه 14

    در این مقاله، عملکرد لرزه‏ای تیرهای عریض مورد بررسی قرار می‏گیرد. ابتدا ضوابط آیین‏نامه‏های طراحی و آزمایش‏های پیشین انجام شده روی اتصالات تیر عریض بتنی به ستون مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از بررسی دقیق نتایج آزمایش‏های سابق و به منظور شناخت دقیق‏تر رفتار نمونه‏های اتصال عریض، 4 نمونه‏ی اتصال تیر عریض به ستون در مقیاس 3:5 ساخته شد و تحت بار ثابت ثقلی و بار جانبی رفت و برگشتی مورد آزمایش قرار گرفت. نمونه‏ها مطابق ACI 318-14 و ACI 352R-02 طراحی و جرییات‏بندی شدند. در 4 نمونه‏ی آزمایشگاهی، هندسه‏ی متفاوت برای ستون (مربعی، مستطیلی و دایره‏ای) و تیر عرضی (عریض یا معمولی) در نظر گرفته شد. در طول آزمایش‏های انجام گرفته، تشکیل مفصل پلاستیک خمشی در تمامی عرض تیر عریض در تمامی نمونه‏ ها مشاهده شد. جذب انرژی نمونه‏ها نسبتا بالا بوده که این مسئله به دلیل استفاده از آرماتورهای عرضی در موضع اتصال و بار محوری موجود ستون می‏باشد. عریض بودن یا نبودن تیر عرضی و نیز هندسه‏ی ستون‏ها از عوامل تاثیر گذار در رفتار لرزه‏ای نمونه‏های آزمایشگاهی بوده است. مقایسه نتایج آزمایشگاهی با ضوابط آیین نامه ای نشان می دهد که نسبت ابعادی ارایه شده توسط آیین‏نامه‏ی ACI 318 برای تیرهای عریض قابل تغییر می‏باشد. به علاوه در اتصالات با بار محوری بیشتر از 15 درصد، عملکرد آرماتورهای طولی ستون از نظر مهار، بهبود پیدا کرده و می‏توان ضوابط ACI 352R در این زمینه را تخفیف داد.

    کلیدواژگان: تیر عریض، اتصال تیر به ستون، تیر عرضی، رفتار لرزه‏ای، جزئیات آرماتورگذاری
  • سید علی اصغر حسینی*، علی شیرزاد، امیر حمیدی صفحه 15

    در این تحقیق یک مدل تجربی به منظور تعیین خصوصیات تغییر شکل دینامیکی خاک دانه ای سیمانته و غیر سیمانته ارایه گردیده است و سپس به مطالعه و بررسی فرکانس طبیعی آبرفت های یک لایه، همگن و با سطح افقی تحت اثر ارتعاشات هارمونیک یک بعدی پرداخته شده است. مدل ارایه شده از سازگاری بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی در محدوده گسترده ای از انواع خاک دانه ای دارد. اگر سطح زمین، سطح سنگ بستر زیر خاک و مرز بین لایه خاک و سنگ به صورت افقی در نظر گرفته شود محدوده جانبی رسوبات آبرفت یک لایه تاثیری در پاسخ ندارد و در این صورت لایه رسوبات ممکن است به صورت یک لایه افقی نیمه بی نهایت در نظر گرفته شود. در چنین مواردی وقتی خاک تحت تاثیر تحریکات لرزه ای در پایه قرار می گیرد، تنها تغییر شکل های برشی در خاک ایجاد می شوند. رفتار غیرخطی خاک که ناشی از بارگذاری سیکلی می باشد، از طریق اصلاح در خصوصیات تغییر شکلی دینامیکی خاک دانه ای یعنی نسبت میرایی و سختی نرمال شده، با استفاده از رویکرد جدیدی در معادله تعادل دینامیکی حرکت حاکم بر رفتار سیستم یک درجه آزاد تحت ارتعاش آزاد، قرار داده شده است. پس با تشکیل معادله یک درجه آزادی مرتبه اول غیرخطی حرکت تحت ارتعاش آزاد، امکان ارایه راه حل تقریبی این معادله با تکنیک اغتشاشات وجود خواهد داشت. فرکانس طبیعی این سیستم یک درجه آزاد به روش تحلیلی تعیین گردید و نتایج نشان می دهد که دقت لازم را دارا می باشد.

    کلیدواژگان: تکنیک اغتشاشات، فرکانس طبیعی، اثرات غیرخطی، فرمولاسیون تجربی، پاسخ آبرفت یک لایه
  • محمودرضا شیراوند*، محمد واصف صفحه 16

    پل ها ازجمله ارکان اصلی خطوط حمل و نقل شهری و بین شهری می باشند. بنابراین باید طوری طراحی شوند که بعد از وقوع زلزله قابل استفاده بوده و منجر به قطع ارتباط سیستم حمل و نقل عمومی نشوند. عوامل مختلفی می توانند بر روی احتمال شکست پایه ها و رفتار پل، موثر باشند و هدف این پژوهش، بررسی تاثیر تغییرات پارامترهای سازه ای (مقاومت مشخصه بتن، تنش تسلیم فولاد، قطر ناحیه محصور بتن ، قطر پایه، سختی جداگر لرزه ای و قطر میلگرد های طولی) بر میزان احتمال شکست پایه های پل های بتنی دارای جداگر الاستیک می باشد. برای این کار از نرم افزار OpenSees جهت مدل سازی و تحلیل پل ها استفاده شده است. با استفاده از این نرم افزار، تحلیل دینامیکی غیر خطی افزایشی، انجام و منحنی های تحلیل دینامیکی افزایشی و منحنی های شکنندگی برای مدل های مختلف پل ها استخراج و ارایه شده است. بطور کلی 16 مدل پل تحت تحلیل دینامیکی افزایشی قرار گرفته و منحنی های تحلیل دینامیکی افزایشی و شکنندگی برای آن ها ارایه شده و احتمال شکست آن ها مورد بررسی قرار گرفته اند. با توجه به نمودار های ارایه شده می توان نتیجه گرفت که با کاهش قطر ناحیه محصور و افزایش سختی جداگر الاستیک، احتمال خرابی افزایش یافته و افزایش قطر پایه ها، مقاومت مشخصه بتن، تنش تسلیم فولاد و قطر میلگرد طولی، موجب کاهش احتمال خرابی پایه ها می-گردد.

    کلیدواژگان: پل های بتنی، جداگر لرزه ای الاستیک، تحلیل دینامیکی غیر خطی افزایشی، منحنی های شکنندگی، احتمال شکست
  • محمد حاجی عزیزی*، مسعود نصیری، احمدرضا مظاهری صفحه 17

    عوامل متعددی تحمل باربری خاکریزهای طبیعی و مهندسی را تحت تاثیر قرار می دهند، از جمله نشت نفت خام که منجر به کاهش مقاومت می گردد. هدف از این پژوهش آن است که با استفاده از آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا (CBR) مقدار افت باربری و رفتار تنش-کرنش برای خاک های ماسه ای آلوده به نفت خام بررسی گردد. در این تحقیق از 10 نوع ماسه ی مختلف با ویژگی های متفاوت استفاده شده است. روش کار بدین صورت است که یکسری آزمایش CBR برای ماسه های تمیز (غیر آلوده) انجام می شود و سپس ماسه های آلوده به 6% نفت خام در شرایط و تراکم مشابه تحت آزمایش قرار می گیرند تا بتوان به صورت کمی مقدار کاهش باربری ماسه های آلوده به نفت خام را به دست آورد. نتایج آزمایش ها نشان داد که باربری ماسه های آلوده به 6% نفت خام حداقل 50% نسبت به ماسه های تمیز کاهش می یابد و نمودارهای تنش-کرنش این خاک ها نیز شدیدا دچار کاهش خواهند شد. بر اساس نتایج به دست آمده در این پژوهش می توان بیان کرد که شکل ذرات (تیز گوشه بودن)، درصد درشت دانه بودن ذرات در توده ی خاک و نوع دانه بندی عواملی هستند که در مقاومت ماسه های آلوده به نفت خام اثر گذارند. همچنین مشخص شد که ماسه ی استاندارد اتاوا دارای 83% کاهش مقاومت است و ماسه ی با ذرات تیز گوشه دارای کاهش مقاومتی در حدود 57% است. ماسه آلوده به نفت خام دچار افت شدید باربری می شود، ازین رو باید در مناطقی که خطر نشت نفت خام وجود دارد، در طراحی پی ها و سازه های مهندسی، ضرایب اطمینان بیشتری را در نظر گرفت.

    کلیدواژگان: ماسه، نفت خام، تحمل باربری، نسبت باربری کالیفرنیا (CBR)، شکل ذرات
  • جعفر بلوری بزاز*، محمدتقی بلوری بزاز، سید محسن کرابی صفحه 18

    استفاده از روش های مختلف بهسازی خاک ها، همواره با بررسی میزان تاثیر بر پارامترهای مقاومتی، هزینه و اثرات محیط زیستی ناشی از آن همراه بوده است. از آنجایی که روش های نو و سازگار با محیط زیست همراه با هزینه های اولیه زیاد می باشد، بهینه سازی این روش ها به منظور تجاری سازی آن ها در اولویت طرح های پژوهشی است. استفاده از روش های زیستی برای بهسازی خاک ها، با وجود سازگاری زیاد با محیط زیست در اغلب نقاط جهان از نقطه نظر اقتصادی مورد استقبال قرار نگرفته است و هنوز به عنوان یک روش آکادمیک و نه اجرایی مورد بررسی قرار می گیرد. بهسازی خاک با استفاده از رسوب کلسیم کربنات، از جمله روش های زیستی سازگار با محیط زیست است. از جمله تاثیرگذارترین پارامترهای تولید سوسپانسیون باکتری برای ترسیب کربنات کلسیم، محیط کشت آن بوده که معمولا Nutrient Broth یا Yeast Extract می باشد. محیط کشت جایگزین، یکی از روش های کاهش هزینه های تمام شده در بهسازی زیستی خاک است. در این پژوهش استفاده از ملاس چغندرقند که از ضایعات کارخانه های تولید قند و شکر است، به عنوان محیط کشت باکتری مناسب در روش بهسازی زیستی در کنار محیط کشت های دیگر مورد بررسی قرار گرفت. این ماده می تواند هزینه تولید محیط کشت مناسب را تا 500 برابر کاهش دهد. موفقیت در بهسازی خاک پس از کشت باکتری در این پژوهش مورد ارزیابی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: بهسازی خاک ها، روش های بیولوژیکی، محیط کشت مناسب، ملاس چغندر قند، بهینه سازی
  • مهدی ادیبی*، علی اکبر یحیی آبادی، روزبه طالب خواه صفحه 19

    رخ دادهای لرزه ای اخیر نشان دهنده تاثیر قابل ملاحظه اندرکنش-خاک سازه و همچنین رفتار اتصالات تیر به ستون بر پاسخ لرزه ای ساختمان های بتن مسلح پیش ساخته است. از این رو در این پژوهش، تاثیر اندرکنش خاک-سازه و مدلسازی اتصالات تیر به ستون بر آسیب پذیری ساختمان پنج طبقه بتن مسلح پیش ساخته اجرا شده در شهر بجنورد و واقع بر خاک نوع II ارزیابی شده است. مدل های عددی با لحاظ اثر اندرکنش خاک-سازه و رفتار غیرخطی اتصالات تیر به ستون، توسط نرم افزار Opensees ساخته شده اند. برای لحاظ اثر اندرکنش غیرخطی خاک-سازه از مدل تیر واقع بر بستر غیرخطی وینکلر (BNWF) استفاده شده است. در مدل بستر غیرخطی وینکلر از فنر های قایم q-z برای بیان مقاومت قایم و دورانی شالوده سطحی استفاده شده است و مقاومت اصطکاکی خاک نیز در این مدل در نظر گرفته شده است. از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی، تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی و همچنین تحلیل دینامیکی افزایشی جهت ارزیابی عملکرد و آسیب پذیری لرزه ای ساختمان های پیش ساخته استفاده گردیده است. همچنین مدلسازی رفتار اتصال تیر-ستون نیز با استفاده از یک مدل غیرخطی پیشنهادی انجام شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که لحاظ اثرات اندرکنش خاک-سازه و رفتار غیرخطی اتصالات تیر به ستون در ساختمان پیش ساخته مورد بررسی در این تحقیق، منجر به افزایش دوره تناوب و کاهش برش پایه نسبت به مدل بدون لحاظ این اثرات می گردد. با این وجود نتایج تحلیل حاکی از آن است که مدلسازی رفتار اتصالات تیر به ستون پیش ساخته منجر به کاهش سطح عملکرد و افزایش احتمال فروریزش ساختمان های پیش ساخته می شود.

    کلیدواژگان: قاب های بتن مسلح پیش ساخته، اندرکنش خاک-سازه، اتصالات تیر به ستون، تحلیل دینامیکی افزایشی، آسیب پذیری لرزه ای
  • علی عسگری*، فرامرز رنجبر، حبیب اکبرزاده بنگر صفحه 20

    بر اساس گزارش هایی از زلزله های گذشته، پدیده ی روانگرایی یکی از اصلی ترین خطرهای زلزله است که باعث ایجاد خسارت در سازه ها و زیرساخت های آن می شود. برای مقابله با خطرهای ناشی از روانگرایی راهکارهای مختلفی شامل: استفاده از ستون سنگی، شمع کوبی، تراکم دینامیکی، تزریق دوغاب و اختلاط عمیق خاک - بتن پیشنهاد شده است. در این پژوهش سعی شده است اثر گروه شمع ها درکاهش خطرات ناشی از پدیده روانگرایی در خاک های ماسه ای یکنواخت و لایه ای با حضور لایه بسیار سست به صورت پارامتریک و با استفاده از تحلیل سه بعدی همبسته دینامیکی در حوزه زمان و با به کارگیری مدل چندصفحه ای دراکر پراگر برای خاک، در نرم افزار اپنسیس مورد بررسی قرار گیرد. لایه های خاک اشباع تحت دو زلزله واقعی قرار گرفته اند. هدف از این نوشتار بررسی تاثیر پارامترهایی شامل: Arr، قطر و تعداد شمع، ضخامت و موقعیت لایه روانگرا در خاک های لایه ای و محتوای فرکانسی بر روی شتاب، جابجایی های افقی و اضافه فشار آب حفره ای است. نتایج نشان می دهد، افزایش Arr، قطر و تعداد شمع، باعث کاهش در جابجایی افقی و اضافه فشار آب حفره ای می شود. همچنین پاسخ های خاک های ماسه ای اشباع لایه ای، نه تنها به ضخامت لایه روانگرا وابسته است بلکه بسیار تحت تاثیر موقعیت آن قرار دارد. وجود یک لایه روانگرا در عمق های پایین تر اگرچه به صورت یک ایزوله در مقابل شتاب عمل می کند ولی می تواند باعث افزایش جابجایی های سطحی شود. همچنین با توجه به نتایج، همبستگی مناسبی میان روند تغییرات جابجایی شمع و خاک و پارامترهای زلزله از جمله: شدت آریاس، زمان متناظر با بیشینه شتاب زلزله، و تعداد سیکل های معادل مشاهده شده است.

    کلیدواژگان: روانگرایی، گروه شمع، خاک روانگرای لایه ای، شبیه سازی سه بعدی عددی، اپنسیس
  • احسان دهقانی*، زینب آریانی صفحه 21

    افزایش مقاومت اعضاء و یا اضافه نمودن قید به سازه، ایمنی کلی سازه را به خطر نمی اندازد. این موضوع تحت بارهای استاتیکی مشخص با استناد بر قضیه ایمن از مجموعه قضایای بنیادین تحلیل پلاستیک قابل اثبات می باشد. ازآنجا که این قضیه در حالت بارهای دینامیکی اثبات نشده، ولیکن از نتیجه آن در طراحی روزمره تحت بارهای دینامیکی استفاده می شود؛ این پژوهش سعی بر بررسی عددی این نتایج تحت بارهای دینامیکی دارد. با توجه به این که تحت بارهای گذرا مفهوم مکانیزم و فروریختگی قابل بررسی نمی باشد، به منظور اطمینان از ایمنی سازه، میزان تقاضای شکل پذیری اجزاء سازه مد نظر قرار گرفته است. بدین منظور با انجام تحلیل دینامیکی روی 29 شتاب نگاشت، چرخش پلاستیک اعضا پس از تغییرات جزیی مقاومت و سختی تیرها، در یک قاب خمشی دوبعدی پنج طبقه فولادی، استخراج شده است. محدوده این تغییرات بین 80 الی 150 درصد مقدار اولیه عضو موردنظر می باشد. به منظور مقایسه تقاضای شکل پذیری در تحلیل دینامیکی با مقادیر معیار، تمامی تغییرات تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی نیزبررسی شده است. نتایج حاصل از تحلیل های دینامیکی غیرخطی نشان می دهد، با افزایش مقاومت تیر، در بیش تر موارد تقاضای شکل پذیری کاهش یافته و در مواردی حداکثر 3/7 درصد افزایش می یابد. با افزایش سختی نیز شکل پذیری موردنیاز اعضا حداکثر 16 درصد افزایش یافته است. از مقایسه نتایج تحلیل دینامیکی و استاتیکی می توان نتیجه گرفت به طور کلی با افزایش مشخصات تیرها، تقاضای شکل پذیری ناشی از تحلیل دینامیکی کمتر از تحلیل استاتیکی می باشد. بنابراین افزایش سختی و مقاومت جزیی تیرها در قاب مورد نظر تحت بارهای دینامیکی، باعث فروریختگی سازه نشده است.

    کلیدواژگان: قضیه ایمن، تحلیل دینامیکی غیرخطی، مقاومت، سختی، تقاضای شکل پذیری
  • فاطمه نصیری، حامد جاودانیان*، علی حیدری صفحه 22

    در این مطالعه، با استفاده از روش عددی المان محدود به تحلیل دینامیکی سدهای خاکی با هسته رسی پرداخته شد. پاسخ لرزه ای سدهای خاکی تحت رکوردهای زلزله اصلی و رکوردهای تجزیه شده مبتنی بر تیوری موجک بررسی شد. رکوردهای زلزله با استفاده از روش کاهش نویز و تا پنج سطح تجزیه شدند. نسبت طیف پاسخ شتاب به شتاب ماکزیمم، نسبت طیف پاسخ سرعت به سرعت ماکزیمم، نسبت طیف پاسخ جابجایی به جابجایی ماکزیمم، طیف دامنه فوریه و تاریخچه زمانی شدت آریاس تاج سدهای خاکی تحت رکوردهای زلزله اصلی و رکوردهای تجزیه شده مبتنی بر تیوری موجک محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که نسبت طیف های پاسخ شتاب تاج سد خاکی تحت رکوردهای تجزیه شده مبتنی بر روش کاهش نویز تا سطح سوم و نسبت طیف های سرعت و جابجایی تاج سد تا سطح چهارم، در مقایسه با رکوردهای اصلی زلزله از دقت قابل قبولی برخوردار هستند. اختلاف حداکثر مقدار نسبت طیف شتاب، نسبت طیف سرعت و نسبت طیف جابه جایی تحت رکورد حاصل از سطح سوم تجزیه و رکورد اصلی برای زلزله های مورد استفاده به ترتیب برابر با 51/21، 19/4 و 62/8 درصد می باشد. نتایج تحلیل های دینامیکی نشان می-دهد که طیف دامنه فوریه و شدت آریاس تاج سد خاکی تحت رکوردهای تجزیه شده مبتنی بر روش کاهش نویز تا سطح چهارم از سازگاری خوبی با رکوردهای اصلی برخوردار می باشند. نتایج حاکی از آن است که در تحلیل دینامیکی سدهای خاکی می توان رکوردهای تجزیه شده مبتنی بر تیوری موجک را جایگزین رکوردهای زلزله اصلی نمود.

    کلیدواژگان: سد خاکی، تحلیل دینامیکی، تئوری موجک، کاهش نویز، مدلسازی عددی
  • محمدحسین نخعی، امیر بذرافشان مقدم* صفحه 23

    در پژوهش حاضر اثر اتساع با توجه به تنش های همه جانبه در لحظه روانگرایی و نیز تراکم نسبی بر نشست سازه با استفاده از نرم افزار OpenSees ارزیابی شده است. بدین منظور لایه ای ماسه ای با زاویه اتساع های مختلف و سربار اعمالی در نظر گرفته شده است. مدل ساخته شده در این پژوهش، بر اساس روش تجزیه و تحلیل وابسته تنش موثر، اضافه فشار آب حفره ای ایجاد شده در طول بارگزاری لرزه ای را محاسبه می نماید. پارامترهای مدل با استفاده از نتایج آزمایشات سانتریفیوژ VELACS انتخاب و صحت سنجی شده اند. نتایج این ارزیابی نشان می دهد که با افزایش زاویه اتساع، فشار آب حفره ای کاهش و نشست های ناشی از روانگرایی کم می شود. روند کاهش نشست با افزایش زاویه اتساع به سمت یک مقدار ثابت میل می کند تا جایی که در تراکم های بالا با افزایش زاویه اتساع، تغییرات کمی در نشست مشاهده می گردد. همچنین زاویه اتساع بر اساس تنش های موثر میانگین قبل از اعمال نیروهای برشی محاسبه شده و با زاویه اتساع ناشی از تنشهای حین وقوع روانگرایی مقایسه شده است. مقایسه فوق نشان می دهد که برای تراکم های نسبی کمتر از 60% ، زاویه اتساع بدست آمده از تنش موثر قبل از اعمال برش بیشتر از روش مبتنی بر تنش های همه جانبه حین روانگرایی می باشد.

    کلیدواژگان: روانگرایی، زاویه اتساع، ماسه، نشست، OpenSEES
  • سعید صبوری قمی*، آرمان نصری، یونس جهانی صفحه 24

    استفاده از دیوارهای حایل در سازه های دارای گودبرداری عمیق امری ضروری می باشد. امروزه از سیستم دیوارهای بتن آرمه به عنوان سیستم مرسوم برای ساخت دیوارهای حایل استفاده می شود. این نوع دیوارها علی رغم مزایای مناسب شان، مشکلات و چالش های اجرایی مهمی دارند که از آن جمله می توان به قالب گذاری جهت بتن ریزی، گماردن شبکه های آرماتوری با تراکم بالا، سرعت پایین ساخت، درگیر شدن تعداد زیادی نیروی کار و... اشاره نمود. در این مطالعه جهت رفع مشکلات اجرایی دیوارهای بتن آرمه، سیستم دیوار مرکب جهت به کارگیری به عنوان دیوار حایل مطرح می گردد. در این دیوارها که از یک ورق کششی، برش گیر، بتن و شبکه آرماتور حرارتی تشکیل می شود، ورق هم نقش قالب و هم نقش آرماتور کششی را ایفا نموده و بدین ترتیب سرعت و سهولت اجرای ساخت دیوار افزایش می یابد. در این تحقیق با استفاده از 6 نمونه آزمایشگاهی به بررسی کامل این دیوارها تحت بار عمود بر صفحه پرداخته شده و اثر پارامترهای مختلف نظیر طول برش گیر، فاصله برش گیر، مقاومت بتن، استفاده از ورق فشاری و استفاده از آرماتور فشاری بر رفتار دیوارها بررسی شده است. از نتایج به دست آمده مشخص گردید که در صورت طراحی مناسب، دیوارهای مرکب تحت بار عمود بر صفحه، رفتار بسیار مناسب و شکل پذیر از خود بروز می دهند. هم چنین مشاهده گردید حتی در صورت وجود نقایصی در سیستم دیوار مرکب، نظیر فاصله بسیار زیاد برش گیرها، طول کم برش گیرها و... این دیوارها توانایی ایجاد رفتار نیمه شکل پذیر را دارا هستند.

    کلیدواژگان: دیوارهای حائل، سیستمهای مرکب، نمونه های آزمایشگاهی، بار عمود بر صفحه، مود شکست خمشی
  • مریم کریمی، کورش قادری*، مجید رحیم پور، محمد مهدی احمدی صفحه 25

    پایه ها و تکیه گاه های جانبی پل در عرض رودخانه باعث تغییر الگوی جریان آب و درنتیجه موجب آبشستگی موضعی در اطراف این سازه ها می-شوند. روش های مختلفی برای کاهش آبشستگی موضعی در اطراف پایه ها و تکیه گاه های جانبی پل پیشنهادشده که یکی از آن ها استفاده از صفحات مستغرق است. این صفحات با تغییر در رژیم حرکت بار بستر، این امکان را فراهم می سازند تا محل رسوب گذاری و فرسایش قابل کنترل باشد. عملکرد صفحات مستغرق در کاهش آبشستگی پایه و تکیه گاه پل و حرکت رسوب از اطراف صفحات که موجب ایجاد جریان روبه پایین در جلوی آن ها می شود، تحت تاثیر نحوه ی قرارگیری صفحات مستغرق می باشد. در این پژوهش، تاثیر آرایش های مختلف قرارگیری (تک ردیفه موازی، دو ردیفه موازی و دو ردیفه زیگزاکی) صفحات مستغرق تخت با نسبت طول به ارتفاع در زاویه قرارگیری 20 درجه نسبت به جهت جریان، بر کاهش آبشستگی گروه پایه و تکیه گاه پل در حضور اجسام شناور مستطیل شکل به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرارگرفته است. تمامی آزمایش ها در شرایط جریان یکنواخت با آب زلال و رسوبات غیر چسبنده ای با قطر متوسط mm 91/0= d50انجام شده است. نتایج حاکی از آن بود که آرایش دو ردیفه سه تایی به صورت زیگزاکی بیشترین تاثیر را در کاهش آبشستگی و حفاظت پایه-ها و تکیه گاه داشته است. در این حالت فاصله صفحات از تکیه گاه و فاصله ردیف ها بافاصله نسبی 5/0 و 1 می باشد. (فاصله صفحات از تکیه گاه به اندازه La و فاصله ردیف ها از هم 2La بوده) که موجب کاهش 81 درصدی عمق آبشستگی گردیده است.

    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، صفحات مستغرق، آرایش قرارگیری، تکیه گاه پل، حفاظت
|
  • Farzin Salmasi *, Parvaneh Heidary, Hadi Arvanaghi Page 1

    Discharge over the ogee weir is related to the length of crest, upstream total head and discharge coefficient. Also discharge coefficient is influenced by several factors. In this study, some parameters that are affecting the discharge coefficient in ogee weir are investigated. These are: ogee weir upstream slope, apron elevation and downstream submergence. In this regard, some ogee weir physical models were fabricated. These models include: (1) ogee weir with vertical upstream face; (2) ogee weir with inclined upstream face (18, 33, and 45 degrees); (3) ogee weirs with downstream apron elevations (3, 5, 7, and 10 cm thickness) in free flow; and (4) ogee weir with vertical upstream slope in submerged flow condition. Results show that in all the ogee weirs, the discharge coefficient (C) increases with increasing (P/He), and then remain constant. The value of discharge coefficient decreases from 2.25 (in free flow) to 2.15 (in submerged flow). For a constant value of head over ogee weirs (He), the discharge coefficient decreases with increasing in downstream apron elevation and submergence. The relative discharge coefficient has constant trend at beginning with parameter (hd/He), then has decreasing trend. The threshold value for submergence (hd/He), is 0.75 in ogee weir in this study. With increasing relative submergence (hd/He) from 0.75 to 1, the relative discharge coefficient (Cs/C0) decreases from 0.88 to 0.24.

    Keywords: Ogee weir, Discharge Coefficient, upstream slope, downstream apron elevation, free, submerged flow
  • MohammadHosein Ahmadi Page 2

    For most rock materials, there exists a coupling between inelastic deformations caused by crack displacements on micro-crack faces and damage evolution due to nucleation and growth of wing- and secondary-cracks. While rock material is subjected to dynamic loading, the interaction between micro-cracks plays an important role in materials behavior. The self-consistent homogenization scheme is implemented in this paper to consider micro-cracks interaction and determine the equivalent mechanical properties of micro-cracked rock deteriorated by damage evolution. The aim of this article is to develop a self-consistent based micromechanical damage model by taking into account the wing- and secondary-cracking mechanisms accompanied by inelastic strains caused by crack displacements under dynamic compressive loading. While stress intensity factors in tensile and in-plane shear modes at flaw tips exceed the material fracture toughness in modes I and II, respectively, wing- and secondary-cracks are sprouted and damage evolution occurs. For closed cracks, an appropriate criterion for the secondary-crack initiation is proposed in this paper. The developed model algorithm is programmed in the commercial finite difference software environment for numerical simulation of rock material to investigate the relationship between the macroscopic mechanical behavior and the microstructure. The fracture toughness parameters of the rock samples are experimentally determined.

    Keywords: Secondary-crack, Stress intensity factor, inelastic strain, self-consistent, Sungun copper mine
  • MohammadMehdi Ahmadi *, MohammadJavad Mashin Chian, Sadjad Hadei Page 3

    Pile foundations are widely used to ensure the stability of structures subjected to seismic excitation. Numerous structures and foundations in soil-pile-structure systems have been destroyed during occurrence of earthquakes. Because of complexities involved in soil-pile interaction problems and the lack of precise methods, it is necessary to use numerical methods for analyzing soil-pile interaction problems. There are several factors affecting the dynamic response of a pile in soil-pile system. These factors can be divided into three main categories: geometrical factors, material properties, and load characteristics. Studying the effects and importance of these factors in the response of the pile will help geotechnical engineers to optimize their design. In this research, three-dimensional modeling has been developed using FLAC3D computer program, and the effects of various soil and pile properties on the dynamic behavior of a single pile in clayey soils are evaluated. One of the most important subjects in the numerical modeling of soil-pile system dynamic response is the constitutive model considered for the soil. This strongly affects the accuracy of results. In this study a softening model has been used for the behavior of the soil under dynamic loads.Sinusoidal harmonic loading has been applied to the model base as the acceleration time history, and the variations of bending moments, shear forces, and displacements along the pile are obtained for all analyses carried out in this study.The results show that kinematic interaction coefficient depends on the loading characteristics and in the high frequencies head pile response is lower than free field.

    Keywords: dynamic response, Single pile, Clayey Soil, Soil-pile interaction, Numerical Analysis
  • Amir Golroo *, Amirhossein Fani, Hamed Naseri, Seyed Ali Mirhassani Page 4

    Maintenance and rehabilitation planning plays a pivotal role in the implementation of efficient pavement management system. The variables are generally considered deterministic to solve the problem. Nevertheless, this problem tackles with high level of uncertainty. For instance, the budget, as one of the essential criteria, is fluctuated owing to resource limitation, and policy alteration. If the budget is taken into account as deterministic, the result of problem may be considerably different from the absolute optimal solution to the problem. This investigation aims to solve maintenance and rehabilitation problem by consideration of a novel and powerful uncertainty approach. To this end, a multi-stage integer linear uncertainty model is introduced in order to find a solution, which is feasible and optimal in all of the uncertainty modes. The case study of this paper is a network including six pavements. The outcomes indicate that the proposed model is competent to consider budget fluctuation, and it introduces a solution that is optimal for all uncertainty scenarios. The comparison of deterministic and uncertainty models reveals that the number of preventative maintenance selected by uncertainty model is more than that of deterministic model. The number of preventative maintenance is increased from 36.67% to 40.91% if uncertainty is considered in the problem, and it can be postulated that the uncertainty model tries to allocate budget to more segments so as to reduce the likely negative impacts of budget fluctuation on the project.

    Keywords: Pavement Management, Maintenance, Uncertainty, optimization, Stochastic Programming
  • Hamid Behbahani, Navid Nadimi *, Mostafa Khaleghi Page 5

    Roads are considered as one of the most extensive civil infrastructures and national capitals of each country. Pavement maintenance and rehabilitation (M&R) management is one of the most important problems, which can help reducing further costs. Two issues are important in the field of road maintenance and rehabilitation management; first type of M&R option and then time of applying it. In this paper, we have attempted to combine prioritization, artificial intelligence and optimization methods to select the optimal option for maintenance and rehabilitation of pavement sections at any time interval. For this purpose, the analytical hierarchy process is used to prioritize the branches of the pavement network. In the next step, using the linear programming model, the probability of selecting maintenance and rehabilitation options for pavement sections is maximized considering several specific constraints. Fuzzy inference system is used to determine the probability of selecting each maintenance and rehabilitation option in pavement sections. A case study in Mahan (Kerman) is used to run the proposed model. Based on the results, it can be concluded that the proposed algorithm can consider different parameters and indices for pavement branches and sections. In addition, it offers different scenarios for selection of M&R options in a year. The model helps comparing various scenarios based on different budgets for each year. In all, the proposed algorithm facilitates the process of selecting M&R options in the different sections of a road network and provides a scientific approach to manage maintenance roads.

    Keywords: Pavement Management, Fuzzy, optimization, Maintenance, Repair
  • Siamak Shafaghatian, Gholam Moradi *, Hooshang Katebi Page 6

    Chemical stabilization of weak subgrade soil is a viable and essential method of avoiding weak soil replacement problems with selected borrow pit in economically and environmentally point of view. Although the use of new materials such as polymers instead of traditional materials such as lime accelerates operations and reduces resource pressure, the environmental impact and long-term resistance in these methods are concerns for experts. Recently, according to the “Kyoto Environmental Protocol” recommendation on soil stabilization with geotechnical purposes, research on new biological methods of soil stabilization including "soil microbial stabilization" has been developed. In this study, the effect of clay subgrade stabilization with chemical and biological methods was investigated and compared through different experiments. Cationic polyelectrolyte as a liquid polymer and microbial induced calcium carbonate precipitation (MICP) were used to stabilize chemically and biologically respectively.In both methods, the specific dry weight of soil decreases and its optimum moisture content increases. Chemical stabilization increases Plastic Index and microbial stabilization decreases it. Both materials at low concentrations raise the pH for up to three days. Both materials increase uniaxial compressive strength and elasticity modulus of soil almost equally. In terms of project economy (time and cost), chemical stabilization with cationic polyelectrolyte and in terms of environmental issues, MICP method is suitable for the studied soil.

    Keywords: Chemical stabilization, Biological stabilization, Clay subgrade, polymer, Cationic polyelectrolyte
  • Fariba Azarpira, Sajad Shahabi * Page 7

    Simulating the flow in order for managing the water allocation in drought and wet periods is of great importance. According to the researches conducted during several decades in this regard, computational intelligence methods combined with wavelet are known to be effective. In this paper, Wavelet-Principal Component Analysis-Random Forest (WPCARF) hybrid approach is suggested to model daily flow of Polroud river. In the suggested model, first, hydrometric data is processed by wavelet transform and applied to the PCA algorithm along with meteorological data. Afterward, their output vectors were entered into the random forest network. The results have shown that the PCA algorithm can improve the performance accuracy and speed of the model, despite reducing the input vectors and simplifying them. Also, it can integrate a model with increased simulation time and input vectors uncertainty having a lower impact on model capability leading to a more uniform decreasing trend. Furthermore, preprocessing the data accompanied by PCA could enhance the agreement index by 5 and 8 percent during one and three days of the simulation and increase the model ability for more accurate simulation of river flow. On the other hand, results for the best proposed hybrid model during the one-day simulation time were R=0.911 and RMSE=7.095m3/S, while these values were R=0.817 and RMSE=8.681 m3/S in the best hybrid model for three-day simulation time. This indicates the adequate capacity of the suggested combined model for long-term simulation times.

    Keywords: Daily stream flow, Polroud, preprocessing, Simulation time, Time Series
  • Saeed Sahranavard, Hasan Hajikazemi * Page 8

    RC slabs are the structural members responsible for carrying and transferring of loads. RC slabs need to be strengthened as the result of different reasons such as changing of function and corrosion of steel bars. The most widely utilized approach in strengthening these slabs has been the usage of steel plates. However, the concern in using these plates consists of their immense weight as well as their unreliability in being properly connected to the concrete slabs. This study focuses on using punched steel plates as a strengthening factor for concrete slabs since they have reduced weight and allow easier and more reliable connection. For the purpose of experiment, two-way RC slabs with the dimensions of 120 cm and the thickness of 8 cm are strengthened through punched steel Plates and are placed under semi-concentrated load. The effect of plates’ thickness, the arrangement and the area of the punched holes and the connection type in the performance of strengthening system are studied through load-displacement graphs, and are analyzed in ductility. The results have shown that the punched strengthening plates increase loading capacity, energy absorption and the ductility of the two-way slabs up to 62%, 253% and 220% respectively. Also, it is shown that the arrangement of the holes have a significant effect on the performance of the strengthening system. Failure state control show that the failure mode in using epoxy resin is the debonding of the steel plate, while in using expansive bolt is pull out of the bolt.

    Keywords: two-way slabs, strengthening RC slabs, punched steel Plate, Ductility, Failure mode
  • Ahad Nazari *, Majid Parchami Jalal, Omid Ahmad Soltani Page 9

    Nowadays, project management knowledge improvement and developing of management methods, decrease projects failure. Nevertheless many project's goals won't happen. One of the most important process affects project goals is project risk management. Identifying and managing of the risk triggers is an effective method of project risk management. Many years have passed since this concept was introduced but is so limited yet. This research endeavor to develop and make a better understanding on this concept as a main goal. Recognition and managing of this phenomenon help project risk management process. It makes the best decision for having the right time to adopt a strategy and ultimately it reduced the negative impact of risk taking on the project.The type of contract always play an effective role in creating risk. Therefore, in this study, it is selected to develop and analyse the concept of risk trigger phenomenon, in DB method which has many benefits and client's tendency and And in order to explain the status and importance of risk triggers, its relationship with a number of important risks has been analyzed qualitatively. For this purpose, through library studies, a table of common risks of these contracts and risk indicators from existing sources has been identified and compiled. Interviews with experts on risk, source and risk triggers relationships, in some important risk to study and validated results. Finally, a functional table of risk trigger is presented that is a great help to stakeholders in being prepared to respond better to risk triggers.

    Keywords: Risk Management, early warning sign, early warning indicators, risk triggers, DB projects
  • Farhad Abbas Gandomkar *, Saeed Parsafar, Vahid Razavi Toosi, Negar Samimifard Page 10

    One of the kinds of structural floors system is consisting of profiled steel sheet and dry board which connected to each other by self-drilling and self-tapping screws. The aim of this research is study on the behavior of mentioned floor under explosion load. For this purpose, effect of various parameters such as: thickness of dry board and profiled steel sheet, kind of bry board, screw spacing, boundary conditions, floor dimensions, duplicate of mentioned surfaces, and also weight and distance of explosive material from the center of floor, on the nonlinear dynamic behavior of the mentioned floor is studied. This study is performed by using numerical finite element method taking advantage of ABAQUS software. The research results show by varying parameters such as: thickness and kind of bry board, dimensions and boundary conditions of floor, duplicate of main elements, and also distance and weight of explosive materials, significant changes in floor maximum displacement and strain energy is created, but varying of other above mentioned parameters not create significant changes in them. The profiled steel sheet and dry board reach to their yield stress under various structural conditions and floor loading, though in many cases, they not reach to their yield stress. The results of current research present great help to researchers and designers in identification effective and ineffective parameters on the behavior of studied floor under explosion load.

    Keywords: Explosion, Composite floor system, finite element, nonlinear dynamic analysis, PSSDB
  • Mozaffar Khademi Shiraz *, Mehdi Ravanshadnia, Afshin Khoshand, Hamidreza Abbasianjahromi Page 11

    Today, with the increasing urban development, construction waste is a major problem for urban life. The city of Qazvin is no exception to this, and researching an optimum landfill site is an important necessity. The purpose of this research is to optimum site selection areas for landfill of Construction wastes using the geographic information system (GIS) in a boundary area of Qazvin county which taking into account the terms and conditions of organizations such as the Municipality, Waste Management and Environmental Protection Organization. In this study, 16 layers of information including geology, soil type and permeability, Landuse, climate, river distance, distance from protected areas, aspect, etc. in the boundary of Qazvin county were used. After producing the preliminary maps, the sub-criteria of each information layer are classified and evaluated and the values are converted to fuzzy values between zero and one. Then, Fuzzy Hierarchical Process (FAHP) method have been used to determine the absolute weight of each information layer and by integrating and overlapping weighted layers, to the landfill suitability map of construction landfill for Qazvin city is produced. According to the suitability map, sites for landfill were identified in five distinct zones and high-lying areas of the fifth zone (with value 9) were suggested as the best landfill site for a 40-year period. The results showed that northwest of Qazvin due to good soil type, suitable land use, distance from rivers, faults and access to communication road and dry climate could be the most suitable site for landfill.

    Keywords: Geographical Information System (GIS), Fuzzy Analytical Hierarchical Process (FAHP), Construction Waste Landfill, Site selection, Qazvin
  • Masood Gholami, Fereidoon Moghadas Nejad *, Aliakbar Ramezanianpor, AmirMohammad Ramezanianpour Page 12

    Concrete pavements are widely used by pavement engineers due to their advantages over flexible pavements such as longer lifetime, good performance and durability, etc. However, concrete pavements represent some drawbacks such as shrinkage that increases the tensile stress in concrete, which may lead to cracking, warping, etc. Drying shrinkage is the most important type of shrinkage in concrete pavements. To prevent or reduce the amount of cracking, shrinkage reducing admixture (SRA) can be used. This admixture controls shrinkage by reducing water surface tensile in capillary tubes. In this study, the effect of shrinkage reducing admixture on the behavior of concrete used in concrete pavement was investigated. Slump, compressive strength, third-point flexural strength, electrical resistance, skid resistance, free shrinkage and restrained shrinkage by ring test were performed. Two water-cement ratios of 0.35 & 0.4 were used for mix design and the percentage of shrinkage reducing admixture used in mixtures was 2% by weight of cement. The results showed that the use of SRA had negligible effect on workability. Also, the use of SRA caused about 10% reduction in compressive and flexural strength and electrical resistance. Furthermore, a reduction of 10% and 20% was observed in free and restrained shrinkages, respectively, followed by a 40% reduction in crack width and more than one week delay in occurrence of first crack. Finally, no certain relationship was observed between using SRA and changing the skid resistance of concrete pavement.

    Keywords: concrete pavement, Drying shrinkage, tensile stress, Shrinkage cracks, Shrinkage reducing admixture
  • Masoud Zabihi Samani *, Seyed Mostafa Daryabari, Seyed Aboulfazl Daryabari, Alireza Mirhabibi Page 13

    In this research, lime and cement additives were used to stabilize clay and therefore to reduce the settlement in raft foundations. Lime and cement were mixed with clay and the effect of the use of these two additives on the stabilization of fine clay soil in the laboratory was investigated. Soil samples in normal state and in combination with different percentages of lime and cement equal to 3, 6 and 8 percent dry weight of soil for laboratory tests including Atterberg limits Test, Grading Test, Standard Compaction Test, Uniaxial Compressive Strength Test and California Bearing Ratio Test, and Also, Consolidated Undrained Triaxial Compression Strength Test (CU) and direct shear tests were used. The results show a decrease in the plasticity and maximum dry unit weight of soil and an increase in optimum moisture content, compressive strength, and also the California Bearing ratio of clay by adding these two materials. The cohesion and internal friction angle that obtained from Consolidated Undrained Triaxial Compression Strength tests (CU) and direct shear tests increase with increasing cement and lime percentages. After laboratory tests the effects of the use of soil improvement with depths of 1m, 2m, 4m, 6m, 8m and 10m using Plaxis software suggests that as the depth of improvement Increases, the amount of settlement decreases, which is a lot different from that of the plate loading test prior to improvement while the difference between the results obtained from Plaxis and plate loading test after improvement are negligible.

  • Ali Pakzad, Khan Mohammadi Mohammad * Page 14

    In this paper, seismic behavior of wide beams was investigated. First, code provisions and results of previous tests on reinforcement concrete wide beam-column connections were reviewed. After precise investigation of previous test results and in order to detailed study of behavior of wide joints, 4 specimens of exterior wide beam-column connections in scale of 3:5 were casted and tested under constant axial and cyclic lateral lateral loads. The specimens were designed and detailed in accordance with ACI 318-14 and ACI 352R-02. In tested specimens, differet geometries for columns (square, rectangular or circular) and spandre beams (wide or conventional) were considered. During the tsets, formation of full-width flexural plastic hinge of wide beams was observed in all the specimens without any shear or torsional failure. Energy absorption of specimens was relatively high and that is because of using stirrups at the joint area and axial loads apllied to columns. The width of spandrel beam and geometry of columns influenced the seismic performance of tested specimens. A comparison between experimental results and ACI provisions showed that dimentional limitations of ACI 318 on wide beams can be violated. Also, in wide joints with axial load ratio greater than 15%, the bond performance of column longitudinal bars is improved and ACI 352R provisions in this context can be relaxed.

    Keywords: Wide beam, Exterior beam-column connection, spandrel beam, seismic performance, reinforcement detailing
  • S.A.A. Hosseini *, Ali Shirzad, Amir Hamidi Page 15

    In this study, natural frequency of single layer homogeneous and horizontal alloys under one-dimensional harmonic vibrations was studied. If the ground surface, the rock surface and the boundaries between the soil layer and the rock layer are considered horizontally, the lateral extent of the deposit has no influence on the response and in this case the soil layer may be considered as a semi-infinite and horizontal layer. In such cases, when the soil is affected by seismic excitation at the base, only shear deformations occur in the soil. The nonlinear soil behavior resulting from cyclic loading is investigated by free vibration modification in the properties of the dynamical deformation of the granular soil, such as damping ratio and normalized stiffness using a new approach to the dynamic equilibrium equation governing the behavior of a freedom-degree system. So, by deriving a nonlinear equation of motion, it is possible to solve this equation by the perturbation technique. Then the natural frequency of the system will be determined analytically. It was seen that the nonlinear natural frequency depends on the response amplitude and with increasing of amplitude it increases. In other words, the system behavior is of hardening type. The analytical method for determining the response of a freedom-degree system has good agreement with the numerical method of solving the free equation such as the Runge-Kutta method.

    Keywords: Perturbation techniques, Natural frequency, nonlinear effects, experimental formulations, one layer deposit surface response
  • Mahmoud R. Shiravand *, Mohammad Vasef Page 16

    Bridges are a critical part of the urban and suburban transportation network, so they are supposed to be designed to sustain earthquake induced damages to be utilized after earthquake. Various parameters can affect the behavior and probability of failure of a bridge and the present work aims to evaluate the effects of changes in structural parameters on the probability of failure in isolated concrete bridges OpenSees software is used for simulating and analyzing 16 different bridge models. Incremental dynamic analysis is conducted using this software and IDA and fragility curves of models are derived and presented. The results show that the probability of failure decreases with the increase of the pier diameter, concrete compressive strength, yield strength of longitudinal rebars and diameter of longitudinal bars. Also increasing the stiffness of elastic isolator and decreasing confined diameter of pier results in increasing the probability of failure. Furthermore, results show that, the probability of failure is more sensitive on the variation of pier confined diameter, yield strength of longitudinal rebars, diameter of longitudinal bars and the stiffness of elastic isolators in comparison with the variation of concrete compressive strength.

    Keywords: Concrete bridge, IDA, Fragility Curves, Elastomeric seismic isolator, failure probability
  • Mohammad Hajiazizi *, Masoud Nasiri, Ahmad Reza Mazaheri Page 17

    Several factors affect the bearing the load of natural and engineered embankments and slopes including the crude oil leakage, leading to a severe decrease in resistance. This is especially important for oil-rich countries, such as Iran, which have several crude oil resources. The main purpose of this study is to investigate the load bearing the load (i.e. load versus settlement) and strain-stress behavior of crude oil contaminated sandy soils using California Bearing Ratio (CBR) Test. In this paper, 10 different types of sand with different characteristics used. At first, a series of CBR experiments performed for natural sands (i.e. clean sands) and then contaminated sands with 6% crude oil tested under similar conditions and densities to obtain the reduction in bearing the load of crude oil contaminated sands quantitatively. Experimental results showed that bearing the load of sand containing 6% of crude oil decreased at least 50% compared to clean sands and the stress-strain diagram of these contaminated soils would decrease significantly. Based on the results of investigation, it can be stated that particle shape(sharpness or roundness), coarse particle ratio,and finally the type of aggregation influences the resistance of crude oil contaminated sands. It was also found that standard Ottawa sand had 83% reduction in strength and sand with a coarse particle had 57% decrease in strength. Sand contaminated with crude oil experience a severe loss of bearing capacity,so in designing foundations and engineering structures, greater safety factors should be considered, where there is a risk of crude oil leakage.

    Keywords: Sand, Crude Oil, Bearing the load, California Bearing Ratio, Grain shape
  • Jafar Bolouri Bazaz *, MohammadTaghi Bolouri Bazaz, Seyyed Mohsen Karrabi Page 18

    The use of different soil improvement methods has always been accompanied by an assessment of the impact on strength parameters, costs and environmental impacts. Since new and eco-friendly methods are associated with a high initial cost, optimizing these methods in order to commercialize them is the priority of research projects. The use of biologic methods for soil improvement, despite its high environmental compatibility, has not been welcomed from the economic point of view in most parts of the world and is still being considered as an academic and not an executive method. Improvement of soil using calcium carbonate sedimentation is one of the most environmentally friendly biological methods. One of the most influential bacterial suspension parameters for calcium carbonate treatment is its culture medium, usually Nutrient Broth or Yeast Extract. An alternative culture medium is one of the ways to reduce the cost of biodiversity in the soil. In this research, the use of sugar beet molasses, which is a waste of sugar and sugar factories, has been investigated as a suitable culture medium for biological improvement along with other culture media. It can reduce the cost of producing a suitable culture medium by up to 500 times. The success of soil regeneration after bacterial cultivation has been evaluated in this study.

    Keywords: Soil improvement, Biologic methods, Suitable culture medium, Molasses, Optimizing
  • Mahdi Adibi *, Alialbar Yahyaabadi, Roozbeh Talebkhah Page 19

    Experiences of previous earthquakes shows the effects of soil-structure interaction and behavior of beam-column connections on the seismic behavior of the building structures. In this research, seismic vulnerability assessment of RC precast Frames was investigated by consideration of the effect of soil-structure interaction and nonlinear behavior of beam-column connections. The RC precast building represented in this study, damaged in Bojnord earthquake 2017 and located on the soil type II of Iranian seismic design code. The soil-structure interaction is modeled using Beam-on-Nonlinear-Winkler foundation. In this procedure, an array of vertical q–z springs is used to capture vertical and rotational resistance of the foundation, while two springs, namely p–x and t–x, are placed horizontally to capture the passive and sliding resistance of the foundation, respectively. The seismic vulnerability and performance of RC precast frames are evaluated using nonlinear static pushover, nonlinear dynamic time history analyses and incremental dynamic analyses (IDA). The numerical models are developed using OpenSees software by consideration of nonlinear behavior of the beam-column joint. The numerical results are shown the significant role of soil-structure interaction and beam-column connections on the seismic vulnerability and performance of RC precast buildings. In fact, seismic vulnerability of RC precast buildings are increased by considering soil-structure interaction and beam-column connections effects.

    Keywords: RC precast frames, Soil-structure interaction, Beam-Column Connections, incremental dynamic analyses, seismic fragility curve
  • Ali Asgari *, Faramarz Ranjbar, Habib Akbarzadeh Bengar Page 20

    According to reports from past earthquakes around the world, the phenomenon of liquefaction is one of the main hazards of earthquakes that causes damage to structures and infrastructures. The risk of liquefaction and associated lateral spreading can be reduced by different ground improvement techniques, including the densification, solidification, vibro-compaction, drainage, explosive compaction, deep soil mixing, deep dynamic compaction, permeation grouting, jet grouting, pile-pinning and gravel drains or SCs. In this research, the effects of pile groups on reducing the potential for liquefaction during earthquakes are investigated parametrically, applying three-dimensional finite element (FE) simulations using OpenSees. Saturated Uniform and Stratified loose sand are subjected to two realistic destructive events with different characteristics. A multi-yield-surface plasticity model is considered for the dynamics analysis conducted in this study based on constitutive laws applicable to all types of soils. The objective of this study is to assess the effectiveness of the pile methods on the basis of several different factors, including area replacement ratio (Arr), piles diameter, number of piles, thickness and position of liquefiable soil, and earthquake characteristics. This parametric study evaluates the effect of each of these factors on soil acceleration, lateral displacement, and excess pore pressure. The results are shown, the responses of the saturated stratified sand strata are not only dependent on the thickness of the liquefiable layer but are also highly influenced by its position. The presence of a liquefiable layer at lower depths, although acting as an isolate relative to the acceleration, can increase lateral displacements.

    Keywords: Liquefaction, pile groups, Liquefiable soil layer, 3D numerical simulation, OpenSEES
  • Ehsan Dehghani *, Zeinab Aryani Page 21

    Increasing the resistance of members or adding constraints to the structure does not jeopardize the overall safety of the structure. This can be proved under certain static loads by the safe theorem which is one of the fundamental theories of plastic analysis. Although this theorem has not proved in the condition of dynamic loads, its results are used in the everyday design under dynamic loads, so this paper attempts to numerically study these results under dynamic loads. Since the concept of mechanism and collapse cannot be investigated under transient loads, the level of ductility demand of structural components is considered to ensure the safety of the structure. For this purpose, the plastic rotation of the members was extracted after a minor variation in resistance and stiffness of the beams in a 2D-five-story steel moment frame by performing dynamic analysis. To compare ductility demand in dynamic analysis with criteria values, the evaluation was surveyed under nonlinear static analysis. The results analysis shows that with the increasing resistance, in most cases the ductility demand decreases, and in some cases the maximum increases by 7.3%. With increasing stiffness, the ductility demand has increased by a maximum of 16%.By comparing the results of dynamic and static analysis, it can be concluded that the required ductility in the dynamic analysis by increasing characteristics has been lower than the corresponding value in static analysis. Therefore, the increase in the partial stiffness and resistance of the beams under dynamic loads has not caused the structural collapse.

    Keywords: safe theorem, nonlinear dynamic analysis, Resistance, stiffness, Ductility Demand
  • Fatemeh Nasiri, Hamed Javdanian *, Ali Heidari Page 22

    In this study, dynamic behavior of earth dams with clay core was analyzed using finite element method. The seismic responses of earth dams under main and wavelet-based decomposed earthquake records were investigated. Earthquake records were decomposed up to five stages by using wavelet de-noising method. The ratio of acceleration response spectrum to maximum acceleration, ratio of velocity response spectrum to maximum velocity, ratio of displacement response spectrum to maximum displacement, Fourier amplitude spectrum and time history of Arias intensity of earth dam crest under main and wavelet-based decomposed earthquake records were analyzed. The results demonstrate that the acceleration response spectrum ratio of dam crest under de-noised records up to 3rd level and the velocity and displacement spectrum ratios of dam crest up to 4th level has an acceptable accuracy in comparison to the responses under main earthquake records. Results of dynamic analysis indicate that Fourier Amplitude Spectra and Arias intensity of earth dam crest under de-noising based records up to 4th level are compatible with main earthquake records. The results indicate that the wavelet-based decomposed earthquake records can be a reliable alternative for main earthquake records in dynamic analysis of embankment dams.

    Keywords: Earth Dam, Dynamic analysis, wavelet theory, De-noising method, Numerical modeling
  • Mohammadhossein Nakhaee, Amir Bazrafshan Moghaddam * Page 23

    In this research, dilation effect related to density and confining stresses during liquefaction on structural settlement is investigated using OpenSees. Therefore, a sand layer with different dilation angles and surface load is considered. The numerical model presented in this research, calculated the excess pore water pressure based on fully coupled effective stress analysis during seismic loading. Model parameters were selected and verified using the results of VELACS centrifuge tests. The results show that by increasing the dilation angle, the pore water pressure decreases and the liquefaction-induced settlements decrease. The decreasing trend of settlement with increasing dilation angle tends to a constant value, so that at high densities with increasing dilation angle, little changes in settlement is observed. Also, the dilation angle is calculated based on the preshear mean effective stresses and compared with the dilation angle caused by the stresses during liquefaction. The comparison shows that for relative densities less than 60%, the dilation angle obtained from preshear effective stress is more than the confinig stress based method during liquefaction.

    Keywords: Liquefaction, Dilation, Sand, Settlement, OpenSEES
  • Saeid Sabouri Ghomi *, Arman Nasri, Younes Jahani Page 24

    This paper presents a new structural system for retaining walls. In civil works, in general, there is a trend to use the traditional reinforced concrete (RC) retaining walls to resist against the soil pressure. Despite their good resistance, RC retaining walls have some disadvantages such as need for huge temporary formworks, high dense reinforcing, low construction speed, etc. In the present work, composite wall with only one steel plate (steel – concrete) was proposed to cover the disadvantages of the RC walls. In this system, steel plate was utilized not only as tensile reinforcement but also as a permanent formwork for the concrete. In order to evaluate the efficiency of the proposed SC composite system, an experimental program that included six specimens was performed. In this experimental campaign, effects of different parameters such as length of shear connectors, use of compressive steel plate, concrete ultimate strength, distance between shear connectors and compressive steel reinforcement were investigated. The results showed that with proper design, the composite walls have very good and ductile behavior under out-of-plane loads. Furthermore, it was observed that even with large distance between the shear connectors, short length of the shear connectors etc., this system is capable to keep the flexural performance and shows the semi-ductile behavior. Furthermore, the design equations based on ACI code for calculating out-of-plate flexural and shear strength of SC composite walls are presented and compared to experimental database.

    Keywords: Retaining wall, Composite wall system, Experimental test, Flexural load, Out of plane load
  • Maryam Karimi, Kourosh Qaderi *, Majid Rahimpour, MohammadMehdi Ahmadi Page 25

    Local scour involves removal of material from around piers and abutments as the flow accelerates around the obstructed flow area. Various methods have been suggested for the control and reduction of local scour around the bridge piers and abutment. Using submerged vanes is one of these methods. Vanes change the regime of bed load movement that led to control place of deposition and erosion. The function of vanes to reduce scour around the bridge piers and sediment movement in the region of vanes due to down flow in front of them are affected by arrays of the vanes. In the present study, Different lay out of arrangements (Parallel rows, two parallel rows, and two zigzag rows) Flat Submerged vanes with the ratio of length to height at an angle of 20 degrees relative to the direction of flow on protection of local scour around abutment and piers group with rectangular debris were laboratory investigation. All experiments conducted in uniform flow with clear water were be done. The results showed that the zigzag arrangement of the two three rows had the greatest effect to protection of local scour around abutment. In this case, vane distance from abutment and the row spacing with the relative spacing is 0/5 and 1.(The distance of the vanes from the abutment was La and the distance of the rows was 2La) that reduced the scour depth by 81%.

    Keywords: Local scour, Submerged vanes, layout of arrangement, bridge abutment, Protection