فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و سوم شماره 9 (آذر 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/07
  • تعداد عناوین: 25
|
  • فاطمه جعفری، هادی ارونقی، علی حسین زاده دلیر صفحه 1

    آبشستگی سالیان طولانی در علم هیدرولیک مورد مطالعه بوده است، با توجه به شرایط و پیچیدگی های آن و نبود رابطه ای مناسب، همچنان مورد توجه محققین علم هیدرولیک قرار گرفته است. سازه های هیدرولیکی که به صورت مانعی در برابر جریان آب قرار دارند الگوی جریان در نزدیکی خود را تغییر داده و به صورت موضعی باعث آبشستگی در اطراف سازه می شوند. روش های مختلفی برای کاهش آبشستگی موضعی اطراف پایه ها بیان شده است. در این تحقیق برای کاهش آبشستگی موضعی اطراف سه پایه از گروه پایه کج به همراه شمع حفاظتی و طوق استفاده شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که با قرارگیری شمع حفاظتی در جلوی گروه پایه کج، تاثیر زاویه کج شدگی پایه در کاهش آبشستگی کمتر است به-طوری که اختلاف درصد کاهش آبشستگی برای پایه کج اول و کج دوم بین زاویه 5 و 15 درجه صفر بوده و برای پایه قایم 4/1 درصد کاهش داشته است. استفاده از سه طوق به قطر b4 در گروه پایه با فاصله بین پایه های b4 و وجود شمع حفاظتی در جلوی پایه کج اول به فاصله b3 نسبت به فاصله b2 به ترتیب کاهش 86/12، 85/21 و 12 درصدی عمق آبشستگی در جلوی پایه ها را نشان می دهد. نتایج مدل عددی نشان می دهد که استفاده از گروه پایه کج با فاصله بین پایه های b3 و با حضور شمع حفاظتی به فاصله b2 از پایه اول نسبت به فاصله های b و b3 شدت تلاطم از مقدار 089/0 به مقدار 11/0 رسیده است.

    کلیدواژگان: آبشستگی موضعی، زاویه کج شدگی پایه، شمع حفاظتی، طوق، گروه پایه کج
  • تیمور رحیمی، مجید قلهکی*، علی خیرالدین صفحه 2

    دیوار برشی فولادی کامپوزیت یک سیستم نوین باربر جانبی و متشکل از یک ورق فولادی به همراه پوشش بتن آرمه است که این پوشش به یک سمت یا هر دو سمت آن توسط برش گیرهایی متصل شده است. در دیوار برشی فولادی کامپوزیت، پوشش بتنی مسلح با مهار کردن ورق فولادی و جلوگیری از کمانش آن باعث افزایش ظرفیت برشی دیوار برشی فولادی تا حد تسلیم برش داخل صفحه ورق به جای کشش در راستای میدان کشش قطری می شود. هدف از انجام این پژوهش مطالعه تحلیلی و عددی اثر ضخامت و نوع بتن پوشش، بر رفتار دیوارهای برشی فولادی کامپوزیت است. در این مقاله 27 مدل دیوار برشی فولادی کامپوزیت با ضخامت ورق و ضخامت بتن مختلف و نسبت عرض به ارتفاع 0.75، 1 و 1.5 در نرم افزار ABAQUS مدل سازی و با استفاده از تحلیل بار افزون مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از پژوهش نشان می دهد که در تمامی نسبت های عرض به ارتفاع برابر 0.75، 1 و 1.5 جذب انرژی در مدل-های دارای ضخامت ورق 6 میلیمتر از سایر مدل ها بیشتر است. نتایج همچنین نشان داد که ضریب رفتار دیوار برشی فولادی کامپوزیت حدود 13.5 برآورد می شود. درپایان رابطه ی نیمه تجربی برای محاسبه ی ضخامت بتن پوشش بر حسب ضخامت ورق فولادی به منظور جلوگیری از کمانش ورق ارایه شده است.

    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی کامپوزیت، ضخامت ورق، ضخامت بتن، تحلیل بار افزون، ضریب رفتار
  • امیر گلرو*، امیرحسین فانی، حامد ناصری صفحه 3

    زمان سفر به عنوان یکی از تاثیرگذارترین پارامترها در تحلیل عملکرد شبکه راه ها به جهت مدیریت و برنامه ریزی آتی شبکه و همچنین مهم ترین متغیر در فرآیند انتخاب مسیر استفاده کنندگان از راه می باشد. پیش بینی زمان سفر در طول چند دهه به عنوان یک موضوع پرکاربرد در زمینه شرایط دینامیک شبکه و سیستم های هوشمند حمل و نقل به روش های مختلفی انجام شده است. در این راستا، در این مقاله مدلسازی پیش بینی زمان سفر معابر شهری شریانی درجه یک و دو در ساعت غیر اوج صورت گرفته است. در وهله اول، طراحی آزمایش جهت نمونه برداری صورت گرفته و پارامترهای موثر بر زمان سفر معابر شهری بررسی شدند. سپس داده ها به وسیله روش ماشین شناور و به کمک یک نرم افزار تلفن همراه در 6 معبر منتخب برداشت شدند. پس از آماده سازی داده ها، متغیرهای زمان توقف تقاطع، تعداد خطوط و شیب به عنوان متغیرهای موثر در مدل پیش بینی زمان سفر شناخته شدند. یک روش جدید یادگیری ماشین مبتنی بر الگوریتم گرگ صحرایی آمریکای شمالی برای مدلسازی زمان سفر معرفی گردید و دقت مدل ساخته شده با پنج مدل رگرسیونی مرسوم مقایسه گردید. بر اساس نتایج بدست آمده و بر مبنای بررسی 5 شاخص عملکردی در نظر گرفته شده برای ارزیابی صحت و دقت مدل ها، گرگ صحرایی آمریکای شمالی از تمامی مدل ها دقت بالاتری داشته و ضریب تعیین این مدل برای داده های آموزشی و آزمایشی به ترتیب برابر 746/0 و 724/0 می باشد. همچنین این مدل 73% داده های آزمایشی را با خطای کمتر از 20 ثانیه پیش بینی می کند.

    کلیدواژگان: پیش بینی زمان سفر، معابر شهری، رگرسیون، یادگیری ماشین، الگوریتم گرگ صحرایی آمریکای شمالی
  • رسول دانشفراز*، مهدی ماجدی اصل، محمد باقرزاده صفحه 4

    در تحقیق حاضر به بررسی آزمایشگاهی رفتار پارامترهای هیدرولیکی شیب شکن های مایل ساده و گابیونی پرداخته شد. به همین منظور 120 آزمایش متفاوت برای دو نوع شیب شکن مایل ساده و گابیونی با سه زاویه و دو ارتفاع انجام شد. نتایج نشان داد که در هر دو مدل مورد آزمایش افزایش عمق بحرانی نسبی، سبب کاهش میزان استهلاک انرژی نسبی و افزایش عمق نسبی پایین دست شده است. بررسی و مقایسه نتایج مربوط به شیب شکن مایل گابیونی نسبت به شیب شکن مایل ساده نشان داد که بکارگیری گابیون در سطح شیبدار به طور متوسط برای سه زاویه و دو ارتفاع مورد بررسی، راندمان استهلاک انرژی 561% و عمق نسبی پایین دست 1/50 % نسبت به شیب شکن مایل ساده افزایش یافته است. این نتیجه منجر به کاهش فرسایش بستر پایین دست سازه و درنتیجه کاهش طول حوضچه آرامش می گردد. مقایسه نتایج نشان داد که افزایش زاویه متوسط راندمان استهلاک انرژی را کاهش و متوسط عمق نسبی پایین دست را افزایش داد. با بررسی نتایج مشخص گردید در شیب شکن های مایل گابیونی تغییر زوایه تاثیر نسبتا کمی نسبت به مدل ساده داشته که دلیل آن را می توان ، خصوصیات فیزیکی و اثرات هیدرولیکی پیچیده جریان عبوری از سازه متخلخل دانست. همچنین با استفاده از 80% درصد داده های آزمایشگاهی روابطی جهت تخمین استهلاک انرژی نسبی و عمق نسبی پایین دست در شیب شکن مایل گابیونی ارایه شد و با 20% درصد داده ها به تست رابطه با معیارهای ارزیابی پرداخته شد.

    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، عمق نسبی پایین دست، عمق بحرانی نسبی، زاویه شیب شکن مایل، گابیون(تورسنگی)
  • محمد دلنواز*، معصومه شیخ حسینی، علیرضا شاکری صفحه 5

    باتوجه به استفاده روزافزون از کروم در صنایع مختلف، آلودگی آب با کروم به یک مشکل قابل توجه در جهان تبدیل شده است. کروم شش ظرفیتی (Cr (VI)) به عنوان یک ماده سمی برای موجودات آبزی، حیوانات و انسان و به عنوان یک عامل سرطان زا شناخته شده است بنابراین تصفیه این نوع فاضلاب از اهمیت بالایی برخوردار است. در مطالعه حاضر، نانوکامپوزیت مغناطیسی جدید EDTA/کیتوزان/CeZnO (MEC-CeZnO) تولید و برای حذف یون های فلز سنگین Cr(VI) از محلول آبی مورد استفاده قرار گرفت. مورفولوژی، ساختار و ویژگی های نانوکامپوزیت جدید مغناطیسی MEC-CeZnO توسط روش های SEM، EDX، XRD شناسایی و تاثیر پارامترهای مختلف نظیر pH اولیه، زمان تماس و غلظت اولیه Cr(VI) در راندمان سیستم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانو ذرات MEC-CeZnO با میانگین قطر کمتر از 50 نانومتر، بهترین عملکرد احیاءCr(VI) در غلظت ورودی 10 میلی گرم بر لیتر، pH برابر 3 و در مدت زمان 180 دقیقه داشته است. همچنین مطالعات سینتیک فرآیند نشان داد که نتایج فرآیند احیاء Cr(VI) از مدل سینتیک درجه دوم تبعیت می کنند. در نهایت قابلیت استفاده مجدد از نانوکامپوزیت در 5 سیکل مورد آزمایش قرارگرفت؛ نتایج حاکی از راندمان بالای 90% نانوکامپوزیت در احیاء یون های فلزی، در هر بار استفاده مجدد از نانوکامپوزیت بود.

    کلیدواژگان: کیتوزان مغناطیسی، نانو کامپوزیت، EDTA، کروم شش ظرفیتی، فاضلاب صنعتی
  • فرامرز مودی*، علی اکبر رمضانیان پور، فرهاد فرهادیان، پوریا دشتی صفحه 6

    حمله اسیدسولفوریک یکی از مکانیزم های خرابی سازه های بتنی شایع در تونل های انتقال آب بوده که نیاز به تعمیرات اساسی و پرهزینه برای مقابله با آن را دوچندان کرده است. یکی از راه های تعمیر این قبیل سازه ها اجرای لایه پوششی محافظ بر روی سطح بتن داخل تونل ها می باشد. بخش عمده ای از پوشش های محافظ را ملات های با پایه سیمانی تشکیل می دهند، اما در چند سال اخیر با توجه به اهمیت آثار زیست محیطی و همچنین در راستای کاهش مصرف انرژی ناشی از تولید سیمان، ملات های ژیوپلیمری نیز موردتوجه قرار گرفته اند. در این پژوهش به منظور مقایسه ملات های پایه سیمانی و ژیوپلیمری، 7 مخلوط شامل 5 طرح ملات پایه سیمانی با جایگزینی سرباره کوره آهن گدازی و پوزولان طبیعی و 2 طرح ملات ژیوپلیمری بر پایه سرباره کوره آهن گدازی حاوی دوده سیلیس، به عنوان طرح‎ های مورداستفاده انتخاب شده و جهت بررسی ویژگی های مکانیکی آن ها آزمایشات تعیین مقاومت فشاری و مقاومت چسبندگی کششی در سنین مختلف صورت پذیرفته است. همچنین جهت ارزیابی دوام آن ها نیز آزمایشات جذب آب مویینگی و تغییرطول، افت مقاومت فشاری و افت وزن پس از قرارگیری در محلول اسیدسولفوریک با pH برابر با 1 انجام شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، استفاده از مواد جایگزین سیمان (سرباره و پوزولان طبیعی) سبب کاهش 25 درصدی مقاومت فشاری، افزایش 50 درصدی مقاومت چسبندگی و کاهش تغییر طول و افت وزن و مقاومت فشاری نمونه های قرار گرفته در معرض اسید سولفوریک شده است. همچنین استفاده از ملات های ژیوپلیمری در سنین اولیه عملکرد مناسب تری در محیط های اسیدی نسبت به ملات های پایه سیمانی داشته است.

    کلیدواژگان: دوام، تهاجم اسیدسولفوریک، ملات پوششی پایه سیمانی، ملات ژئوپلیمری، مواد جایگزین سیمان
  • سید ابراهیم نزل آبادی، رضا مکنون*، سید محمدرضا علوی مقدم صفحه 7

    هدف از مقاله حاضر، مقایسه تحلیلی تحولات نگرش به مدیریت یکپارچه آب و فاضلاب شهری در برنامه های توسعه ایران (قبل و بعد از انقلاب اسلامی) است. نتایج حاصل از این تحقیق حاکی از وجود چهار دوره در تحولات نگرش به این موضوع در کشور است. دوره اول با هدف آغاز رسمی تفکر برنامه ریزی شکل گرفته است. دوره دوم نیز که تا قبل از انقلاب اسلامی به طول انجامید، نظام برنامه ریزی در کشور پس از کسب تجربه، با تحولی شگرف روبرو شده و مباحثی از جمله پوشش کشوری شبکه فاضلاب، تامین آب قابل اطمینان و تعیین حداقل نرخ آب، برای نخستین بار در برنامه های توسعه کشور بیان گردید. در سال های انتهایی این دوره، برنامه ریزی در کشور به بلوغ رسیده و به جز بحث تصفیه آب، سایر بخش ها مورد توجه قرار گرفته است. دوره سوم نیز در پی وقوع انقلاب اسلامی و با بازنگری در قانون اساسی شکل گرفت. دوره ای که در ابتدا بدون پشتوانه سیاست های کلان و پس از اواسط دهه هشتاد، با تدوین و ابلاغ سیاست های کلان در کشور، موجب شکل گیری دوران تعالی به رویکرد مدیریت یکپارچه آب و فاضلاب شهری در نظام برنامه ریزی و ایجاد یک نقشه راه کلان در کشور شد. دوره چهارم تحولات نگرش نیز همزمان با آغاز گام دوم انقلاب شروع شده و تا سال 1444 به طول خواهد انجامید. در این دوره "الگوی اسلامی ایرانی پیشرفت" به عنوان چارچوب بالادستی سیاست های کلی و قوانین برنامه ای کشور، می تواند در ایجاد رویکرد مدیریت یکپارچه آب و فاضلاب شهری در برنامه های توسعه آتی، نقشی بسزا ایفا نماید.

    کلیدواژگان: تحولات نگرش، مدیریت یکپارچه، آب و فاضلاب شهری، برنامه های توسعه، ایران
  • مسعود ذبیحی سامانی*، محسنعلی شایان فر، محمدرضا کرباسی صفحه 8

    امروزه طراحی سازه ها به سمت طراحی براساس سطح عملکرد پیش می رود. طراحی براساس عملکرد برای سازه ها ، مستلزم آنالیزهای سنگین و مکرر دینامیکی می باشد. روش تحلیلی زمان دوام یک روش دینامیکی نوین که بر مبنای عملکرد سازه بنا شده، و موجب کاهش تعداد آنالیزهای سازه می شود. در این روش سازه در معرض توابع شتاب فزاینده در طول زمان قرار گرفته و سپس عملکرد لرزه ای سازه با پارامترهای تقاضای مختلف مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این مقاله، با استفاده از روش زمان دوام عملکرد یک سازه مجهز به میراگر جرمی فعال تحت توابع شتاب زمان دوام سری ETA20e که از جدیدترین آنها هستند، مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور یک سازه 11 طبقه مجهز به میراگر جرمی فعال، به کمک یکی از روش های کنترل فازی (ممدانی) در نرم افزار متلب مدل سازی شده و سپس با بررسی نتایج حاصل از نمودارهای زمان دوام ترسیم شده برای حالت های قبل و بعد از بهسازی با میراگر جرمی تنظیم شونده فعال، به کارایی این سیستم درکاهش جابجایی نسبی بین طبقات و حداکثر جابجایی طبقه آخر پرداخته شده است. همچنین نتایج حاصل از روش زمان دوام تحت توابع شتاب سری ETA20e با روش تاریخچه زمانی حاصل از هفت شتابنگاشت انتخابی، مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد توابع زمان دوام پیش بینی مناسبی در تخمین رفتار سازه تحت شتابنگاشت انتخابی ارایه کرده است. نتایج نشان دهنده تاثیر چشمگیر افزودن میراگر جرمی در افزایش زمان دوام ساختمان مورد بررسی می باشد.

    کلیدواژگان: ارزیابی سطح عملکرد سازه، زمان دوام، میراگر جرمی تنظیم شونده فعال، طراحی عملکردی، کنترل فازی(ممدانی)
  • سمیه سادات علویان پطرودی، سید حسین هاشمی* صفحه 9

    مشکلات ناشی از حضور گسترده میکروپلاستیک ها در محیط زیست و منابع انتشار آنها توجه بسیاری از پژوهشگران را جلب کرده است. در این میان، تصفیه خانه های فاضلاب شهری به عنوان یکی از منابع انتشار آنها شناخته شده اند. در این پژوهش میکروپلاستیک ها در لجن و پساب خروجی تصفیه خانه فاضلاب شهر ساری، به عنوان یکی از منابع انتشار میکروپلاستیک ها به رودخانه تجن و دریای خزر و زمین های کشاورزی بررسی شد. نمونه برداری از لجن و پساب خروجی در سه تکرار در اردیبهشت و خرداد 1397 انجام شد. نمونه های پساب از الک های استیل 500، 300 و 37 میکرومتر گذرانده و سپس مواد آلی موجود در آن ها و نمونه های لجن با پراکسیدهیدروژن هضم و میکروپلاستیک ها بهروش جداسازی مبتنی بر چگالی با نمک سدیم یدید استخراج و توسط استریومیکروسکوپ و طیف سنج میکرورامان بررسی شدند. میانگین تعداد میکروپلاستیکها بر مترمکعب پساب 4/423 بهدست آمد که بیش از 77% آن ها فیبر و اندازه 300-37 میکرومتر فراوان ترین طول بود. هم چنین 8/128 میکروپلاستیک بر گرم وزن خشک لجن یافت شد که نوع غالب آن ها فیبر با فراوانی 87.5% بود. نوع غالب فیبرها و ذرات در نمونه ها به ترتیب پلی استر (پساب 40% و لجن 59%) و پلی اتیلن (پساب 73% و لجن 68%) شناسایی شد که بیش تر ناشی از فاضلاب شستشوی منسوجات و میکروبیدهای مورد استفاده در محصولات آرایشی و بهداشتی می باشند. بدین ترتیب با توجه به میزان میکروپلاستیک های موجود در پساب و لجن، انجام پژوهش های بیشتر برروی میزان میکروپلاستیک های رهاسازی شده توسط تصفیهخانه های فاضلاب و سایر منابع احتمالی انتشار و سهم آنها در آلودگی میکروپلاستیکی در منابع آب و خاک ضروری می باشد.

    کلیدواژگان: میکروپلاستیک، پساب، لجن، تصفیه خانه فاضلاب، مازندران
  • مهسا نوروزوند، محتشم محبی* صفحه 10

    روش طراحی براساس جابجایی مستقیم از جمله روش های طراحی براساس عملکرد می باشد که به دلیل عملکرد موثر این روش در دست یابی به سطح عملکرد طراحی مورد توجه طراحان و پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش، روش طراحی براساس جابجایی مستقیم برای طراحی سازه های مجهز به میراگر ویسکوز سیال غیر خطی توسعه داده می شود. سازه های طراحی شده قاب های خمشی فولادی مجهز به میراگر ویسکوز سیال غیرخطی با تعداد طبقات 4، 8 و 12 طبقه می باشند که با هدف دست یابی به سطح عملکرد ایمنی جانی تحت خطر زلزله با احتمال وقوع 10 درصد در 50 سال طراحی می شوند. این سازه ها همچنین در حالت کنترل شده توسط میراگر ویسکوز سیال خطی نیز با استفاده از روش طراحی براساس جابجایی مستقیم طراحی شده و مقایسه ای بین نتایج طراحی انجام شده است. نتایج نشان می دهد که مقاطع سازه ای طراحی شده در حالت های کنترل شده توسط میراگر ویسکوز سیال خطی و غیرخطی تقریبا مشابه هم می باشند درحالیکه رفتار غیرخطی میراگر ویسکوز سیال تاثیر قابل توجهی در طراحی ضریب میرایی میراگر ویسکوز دارد. برای ارزیابی عملکرد روش طراحی، سازه های طراحی شده تحت زلزله های مختلف تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی شده اند. نتایج نشان می دهد که متوسط ماکزیمم دریفت طبقات کمتر از جابجایی هدف بوده و سازه های طراحی شده به سطح عملکرد مورد نظر دست یافته اند. بنابراین روش طراحی براساس جابجایی مستقیم توسعه داده شده در این پژوهش را می توان به عنوان روشی کارآمد برای طراحی قاب های خمشی فولادی مجهز به میراگر ویسکوز سیال غیرخطی در نظر گرفت.

    کلیدواژگان: طراحی براساس عملکرد، طراحی براساس جابجایی مستقیم، قاب خمشی فولادی، میراگر لزج سیال غیرخطی، جابجایی نسبی هدف
  • غلامحسین حامدی*، علی علیپور، فریبا کریمیان خسروشاهی صفحه 11

    یکی از پارامترهای موثر در رخداد ترک خوردگی خستگی خصوصیات قیر مورد استفاده می‏ باشد. یکی از رو ش های کنترل این نوع خرابی استفاده از اصلاح کننده های قیر، سنگدانه یا مخلوط آسفالتی است. بر این اساس، در این پژوهش سعی شده است تا تاثیر استفاده از افزودنی پلیمری به نام اکریلات استایرن اکریلونیتریل (ASA) به عنوان اصلاح‏ کننده قیر بر پتانسیل خرابی خستگی در مخلوط ‏های آسفالتی مورد بررسی قرار گیرد. دو نوع سنگدانه، با خصوصیات کانی‎‏شناسی مختلف، قیر 16-64 PG و افزودنی ASA در دو درصد مختلف جرم قیر از مواد مورد استفاده در این پژوهش بوده ‏اند که در دو دما و پنج سطح تنش مختلف مورد آزمایش قرار گرفته‎‏اند. برای تعیین درصد قیر بهینه از روش طرح اختلاط مارشال و برای تعیین عمر خستگی مخلوط ‏های آسفالتی از روش مقاومت کششی غیرمستقیم استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان می‏ دهد که استفاده از افزودنی‏ های پلیمری باعث شده است که عمر خستگی مخلوط ‏های آسفالتی افزایش یابد. عمر خستگی نمونه‏ های ساخته‏ شده با سنگدانه‏ های گرانیتی نسبت به سنگدانه های سنگ‏آهک بیشتر بوده است اما افزایش عمر در نتیجه استفاده از ASA افزایش بیشتری در عمر نمونه ‏های ساخته‏ شده با سنگدانه گرانیتی ایجاد شده است. افزایش در میزان دما و سطح تنش نیز همانطور که انتظار می‏ رفت باعث کاهش در عمر خستگی نمونه‏ های مخلوط آسفالتی شده است که این کاهش در نمونه‏ های ساخته ‏شده با قیرهای اصلاح ‏شده با مواد پلیمری بسیار کمتر از نمونه‏ های کنترل بوده است.

    کلیدواژگان: مخلوط های آسفالتی، خرابی خستگی، اصلاح قیر، اکریلات استایرن اکریلونیتریل، بارگذاری کشش غیرمستقیم
  • مهدی پنجی*، سعید مجتبی زاده حسنلوئی، محمد حبیبی وند صفحه 12

    در این مقاله به تحلیل لرزه ای سطح تپه ی آبرفتی ذوزنقه ای واقع بر یک حفره ی دایره ای زیرزمینی در برابر امواج مهاجم قایم SH پرداخته شده است. بدین منظور، از روش عددی اجزای مرزی نیم صفحه در حوزه ی زمان برای تهیه ی مدل پیشنهاد شده بهره گرفته شده است. از جمله مهم ترین قابلیت های این روش، تمرکز مش ها صرفا بر روی مرز عارضه ی مورد نظر می باشد. بر این اساس و مبتنی بر فرآیند زیرسازه سازی، ابتدا مدل ناهمگن مزبور به یک نیم صفحه ی حفره دار و یک تپه ی سطحی تفکیک شده و سپس ماتریس های حاصل با اقناع شرایط پیوستگی/مرزی، سرهم سازی می شوند. پس از پیاده سازی روش پیشنهاد شده در توسعه ی الگوریتم داس بم، چند مثال پیرامون صحت و سقم آن مورد تحلیل قرار گرفته و پاسخ های بدست آمده با نتایج سایر محققان مقایسه شده است. در ادامه، با در نظر گرفتن پارامترهای کلیدی نسبت امپدانس و شکل، پاسخ لرزه ای سطح تپه در دو حوزه ی زمان و فرکانس حساسیت سنجی شده است. در این میان، تاثیر حضور حفره ی زیرزمینی نیز در الگوی بزرگنمایی سطح مطالعه شده است. نتایج نشان داد نسبت های امپدانس و شکل تپه ی ذوزنقه ای در حصول الگوی پاسخ بسیار موثر می باشد بگونه ای که افزایش نسبت شکل تپه و متناظر آن کاهش تقابل امپدانس، مسبب تشدید حالت بحرانی پاسخ حوزه ی زمان و فرکانس گردید. همچنین، حداکثر بزرگنمایی در بیشینه ی نسبت شکل و کمینه ی امپدانس حاصل شد. این تحقیق در محور موضوعی ژیوتکنیک لرزه ای ارایه شده و نتایج آن از دیدگاه کاربردی در تکمیل و تدقیق آیین نامه های لرزه ای موجود قابل استفاده می باشد.

    کلیدواژگان: اجزای مرزی نیم صفحه، تپه ی ذوزنقه ای، موج SH، نسبت امپدانس، نسبت شکل تپه
  • امیررضا مهدوی، امیررضا ممدوحی*، مهدیه الله ویرنلو صفحه 13

    از آنجا که احداث خطوط مترو بسیار هزینه بر است و همچنین ذینفعان بسیاری بعضا با اهداف متضاد نیز دارد، طراحی آن از مسایل مهم و چالشی برای برنامه ریزان و مهندسان حمل و نقل محسوب می شود. با توجه به ضعف های رویکرد قطعی، در این پژوهش یک رویکرد فازی برای طراحی خطوط مترو پیشنهاد و برای توسعه خطوط متروی تهران پیاده سازی می گردد. در مدل های پیشنهادی از دو تابع هدف 1- بیشینه کردن پوشش شبکه و کمینه کردن هزینه ساخت و 2- بیشینه کردن نسبت پوشش به هزینه ساخت استفاده می شود. برای محاسبه جمعیت جذب شده به ایستگاه یک روش فازی و برای اعمال قید حداقل و حداکثر طول کمان، یک ضریب جریمه فازی پیشنهاد می گردد. نتایج طراحی خطوط جدید (خط 8 الی 13) شبکه متروی تهران با رویکرد فازی خطی حاکی از طول کل 3/139 کیلومتر و 118 ایستگاه است (هزینه احداث 7/47 هزار میلیارد تومان) و نسبت بهبود عملکردی (از نظر توپولوژی و پوشش) به هزینه ساخت برابر با 52/1 درصد به ازای هزار میلیارد تومان سرمایه گذاری است. از طرفی نتایج طراحی با رویکرد فازی غیرخطی بیانگر طول کل 6/144 کیلومتر و 120 ایستگاه است که با توجه به هزینه ساخت 4/49 هزار میلیارد تومانی، نسبت بهبود به هزینه آن برابر با 48/1 درصد است. مقایسه دو رویکرد نشان می دهد که رویکرد فازی می تواند 23 درصد بیشتر از رویکرد قطعی وضعیت شبکه را از لحاظ شاخص بهبود عملکردی به هزینه، ارتقا دهد. رویکرد پیشنهادی این مقاله می تواند مهندسان و برنامه ریزان حمل و نقل را در طراحی کاراتر خطوط مترو یاری نماید.

    کلیدواژگان: مدل برنامه ریزی ریاضی فازی، ضرایب فازی، طراحی خط مترو، رویکرد غیرقطعی، مکان یابی خط
  • محمدرضا محمدی زاده*، فرناز اسفندنیا صفحه 14

    مقاومت برشی تیرهای عمیق بتن مسلح (RC) وابسته به پارامترهای مکانیکی و هندسی تیر تغییر می نماید. برآورد دقیق مقاومت برشی در تیرهای عمیق بتن مسلح یکی از اصلی ترین موضوعات در طراحی سازه های مهندسی است. با این حال، پیش بینی مقاومت برشی در این نوع تیرها از دقت بالایی برخوردار نیست. یکی از روش های تخمین نسبتا دقیق مقاومت برشی استفاده از هوش مصنوعی می باشد. هوش مصنوعی دارای روش های مختلفی است که یکی ازاین روش ها استفاده از تکنیک هوش مصنوعی (AI) مبتنی بر روش ماشین بردار پشتیبان است. در این مطالعه برای پیش بینی ظرفیت برشی تیرهای عمیق بتن مسلح از روش ماشین بردار پشتیبان حداقل مربعات وزن دار(WLS-SVM) که روشی نسبتا جدید و کارامد است، استفاده شده است. برای این منظور ابتدا یک بانک اطلاعاتی شامل نتایج آزمایشگاهی مربوط به تیرهای عمیق بتن مسلح جمع آوری شد. سپس پس از تعیین پارامترهای ورودی و خروجی با کمک فرآیند آموزشی در روش WLS-SVM و با استفاده از بخشی از داده های جمع آوری شده، مدلی برای پیش بینی مقاومت برشی تیرهای عمیق بتن مسلح ایجاد شد. به منظور تعیین دقت روش WLS-SVM، نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از سایر روش های هوش مصنوعی و آیین نامه های مختلف مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت. بررسی های آماری نشان داد که روش WLS-SVM دارای بهترین عملکرد از نظر پارامترهای ارزیابی آماری (9887/0=R^2، 107/0= RMSE ، 478/0= MAEو %48/9 MAPE=) نسبت به سایر روش ها هستند. بنابراین این مطالعه نشان می دهد که می توان از روش WLS-SVM به عنوان ابزاری کارآمد در طراحی تیرهای عمیق استفاده نمود.

    کلیدواژگان: تیر، برشی، ماشین، بردار، پشتیبان
  • زهرا بهروزی، حسین حمیدی فر*، محمدعلی زمردیان صفحه 15

    ساختار جریان در اطراف پایه پل بسیار پیچیده است. به دلیل شرایط خاص هندسی و سازه ای برخی موارد ایجاب می نماید که پایه ها به صورت دوتایی با چیدمان های خاص کنار یکدیگر قرار گیرند که این امر منجر به پچیده تر شدن ساختار جریان اطراف پایه می شود. در این پژوهش، تغییرات سرعت جریان و انرژی جنبشی آشفته اطراف تک پایه و گروه پایه های پل دوتایی با مقطع دایره، در حالتی که پایه ها به سه صورت پشت سر هم، کنار هم و زاویه دار نسبت به جهت جریان قرارگرفته اند، با استفاده از نرم افزار فلوینت شبیه سازی شده است. مولفه های سه بعدی سرعت، خطوط جریان و خطوط هم تراز سرعت برای هر دو حالت تک پایه و دو پایه بررسی شده اند. با مقایسه مقادیر سرعت طولی بین داده های آزمایشگاهی و شبیه سازی شده در دو مقطع عرضی انتخابی، خطای میانگین برای مدل تک پایه برابر با 3/7 درصد و برای مدل دو پایه پشت سر هم برابر با 54/3 درصد به دست آمد. همچنین مقدار مولفه طولی سرعت در مدل دو پایه پشت سر هم، دو پایه کنار هم و مدل زاویه دار نسبت به تک پایه به ترتیب 34/2 % و 27/9 % کاهش و 87/8 % افزایش داشته است. به طور کلی، به دلیل وقوع کمینه مقادیر سرعت و انرژی جنبشی آشفته، مناسبترین حالت قرارگیری پایه ها در مسیر جریان به صورت کنار هم توصیه می شود.

    کلیدواژگان: سرعت جریان، سیلاب، شبیه سازی عددی، فلوئنت، میدان جریان
  • آرش جاعل*، محمد راشکی قلعه نو، مسیح ذوالقدر صفحه 16

    استهلاک انرژی در سرریز های پلکانی از اهداف اولیه اینگونه سازه ها محسوب می شود. در این پژوهش دقت روش شبکه عصبی مصنوعی (ANNs)، روش مدل استنتاج عصبی فازی تطبیقی که بر اساس الگوریتم بهینه سازی کرم شب تاب آموزش دیده است (ANFIS-FA) و روش برنامه ریزی بیان ژن (GEP) در تخمین افت انرژی سرریز های پلکانی با رژیم جریان رویه ای مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با انجام آنالیز حساسیت به بررسی اهمیت پارامترهای ورودی در پیش بینی افت انرژی برای هریک از سه روش ذکر شده پرداخته شده است. بدین منظور از تعداد 154 سری داده آزمایشگاهی استفاده شده است. پارامترهای ورودی برای هر روش شامل عدد فرود اولیه پرش، عدد آبشار، تعداد پلکان، شیب سرریز پلکانی و نسبت عمق بحرانی به ارتفاع پله می باشد. نتایج نشان می دهد که هر سه روش توانایی بالاتری در پیش بینی افت انرژی نسبت به روش های کلاسیک برای تخمین افت انرژی که بر پایه روش های متداول رگرسیون گیری بنا شده اند داشته اند. دقت روش ANFIS-FA (با) اندکی بیشتر از روش GEP (با) می باشد. دقت شبکه عصبی اندکی پایین تر از دو روش فوق است. با این وجود بیشترین دقت بدست آمده مربوط به شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با 3 لایه مخفی با تعداد بتریتب 12 و 8 و 7 گره در هر لایه می باشد. در هر سه روش موثرترین پارامتر، عدد آبشار و کم اثر گذارترین پارامتر، شیب سرریز پلکانی می باشد.

    کلیدواژگان: استهلاک انرژی، سرریز پلکانی، شبکه عصبی- فازی تطبیقی، الگوریتم کرم شب تاب، برنامه نویسی بیان ژن
  • نازنین شاه کرمی*، ساناز عالی محمدی پیرانشاهی، حسین اسدی صفحه 17

    تراوش یکی از دلایل اصلی تهدید پایداری سدهای خاکی است که می تواند سازه سد را تضعیف و سبب جوشش، شسته شدن مصالح درون بدنه یا پی سد و نهایتا تخریب آن گردد. در این تحقیق تحلیل تراوش سد خاکی کمال صالح با استفاده از نرم افزار Seep/W در سه شرایط تراوش پایدار، افت سریع و پایان ساخت برای وضعیت فعلی سد و همچنین برای افزایش تراز سرریز در شرایط تراوش دایمی انجام شد. تاثیر افزایش ارتفاع سرریز بر روی میزان تراوش از بدنه و پی سد، گرادیان هیدرولیکی و سطح فریاتیک بررسی گردید. به منظور بررسی رفتار سد در شرایط افزایش ظرفیت مخزن، تحلیل تراوش برای تراز فعلی سرریز و افزایش تراز در گام های یک متری انجام شد. براساس نتایج نرم افزار، سد در برابر تراوش برای تراز فعلی سرریز در هر سه شرایط پایدار بود و ضرایب اطمینان لازم را تامین می کرد. در شرایط افزایش تراز سرریز، مقدار تراوش و گرادیان هیدرولیکی خروجی افزایش و ضریب اطمینان در برابر جوشش کاهش یافت به طوریکه با افزایش تراز سرریز سد به میزان 4 متر، مقدار تراوش عبوری از بدنه و پی سد 85 درصد و ضریب اطمینان در برابر جوشش 5/4 درصد کاهش یافت اما در تمام این شرایط سد در برابر جوشش پایدار بود. در ارتفاع فعلی سرریز و در شرایط افزایش ارتفاع، تطابق مناسبی بین خط فریاتیک حاصل از روش تحلیلی منتخب و محاسباتی وجود داشت. بیشترین تطابق در پوسته بالادست و هسته و بیشترین اختلاف در محل برخورد خط فریاتیک با دامنه پایین دست سد دیده شد.

    کلیدواژگان: تحلیل تراوش، سد خاکی کمال صالح، سطح فریاتیک، افزایش ظرفیت مخزن، seep، w
  • مجتبی فرجی، مهدی مظاهری*، جمال محمدولی سامانی صفحه 18

    پیش بینی انتقال آلاینده ها در پهنه های آبی در مدیریت و جلوگیری از آلودگی آب های سطحی از اهمیت بسیار ویژه ای برخوردار است. ناهمگونی و عدم یکنواختی در مورفولوژی در تمام طول رودخانه، که به ناحیه نگهداشت شناخته می شود، انتقال یکنواخت آلاینده-ها به پایین دست را دچار تغییراتی خواهد کرد. نواحی نگهداشت در کنار رودخانه ها در حقیقت مکان های اطراف رودخانه هستند که سرعت در آنها به طور چشم گیری از سرعت رودخانه کمتر بوده و به نواحی مرده نیز معروف هستند. در نتیجه وجود این نواحی در رودخانه ها کاربرد معادله کلاسیک انتقال آلاینده را برای آن ها با مشکل مواجه می سازد. برای شبیه سازی دقیق تر انتقال ماده آلاینده در رودخانه های طبیعی دارای نواحی نگهداشت باید اصلاحاتی در معادله جابه جایی-پراکندگی کلاسیک صورت گیرد در این تحقیق یک رویکرد جدید با در نظر گرفتن تغییرات شار پراکندگی ماده ی آلاینده به صورت غیرخطی با لحاظ ناحیه ی نگهداشت ارایه می شود. جهت صحت سنجی و اعتبارسنجی مدل ارایه شده، از مثال فرضی و داده های واقعی استفاده شده است. بر اساس نتایج اندازه گیری شده، خروجی مدل انطباق قابل قبولی با داده های مشاهداتی داشته و نشان می دهد مدل ارایه شده، مدلی دقیق و قابل-قبول در شبیه سازی انتقال ماده حل شده در رودخانه های دارای ناحیه نگهداشت است و می تواند جایگزین مدل کلاسیک انتقال آلاینده در این نوع رودخانه ها شود.

    کلیدواژگان: معادله جابه جایی- پراکندگی، ناحیه ی نگهداشت، شار غیرخطی، مناطق مرده، شار پراکندگی
  • سید عبدالنبی رضوی، نوید سیا ه پلو*، مهدی مهدوی عادلی صفحه 19

    مهم ترین ویژگی ضریب رفتار این است که به طراح این امکان را می دهد تا با انجام یک تحلیل الاستیک، ارزیابی سریعی از نیازهای لرزه ای سازه به دست آورد. در کدهای لرزه ای مانند استاندارد 2800، این ضریب صرفا به نوع سیستم مقاوم جانبی وابسته و با یک عدد ثابت معرفی شده است. این درحالی است که بین ضریب رفتار، شکل پذیری (سطح عملکرد)، هندسه مدل و نوع زلزله (اعم از دور و نزدیک) رابطه وجود دارد. ارایه یک رابطه ی دقیق بین مشخصات هندسی سازه، سطح عملکرد طراحی و ضریب رفتار در قاب های فولادی واگرا تحت اثر زلزله های نزدیک گسل، هدف اصلی مقاله حاضر است. بدین منظور، در ابتدا یک بانک داده ی وسیع متشکل از 12960 داده با تنوع 3، 6، 9، 12، 15 و 20 طبقه، 3 تیپ سختی ستون و 3 درجه لاغری مهاربندی تولید و طراحی شده و در برابر 20 زلزله نزدیک گسل دارای اثرات جهت پذیری پیش رونده برای 4 سطح عملکردی مختلف تحلیل شدند. جهت تولید رابطه ی پیشنهادی از 7533 داده آموزش در قالب الگوریتم بهینه سازی ژنتیک استفاده شد. جهت اعتبارسنجی رابطه ی پیشنهادی، 2515 داده آزمون، جهت محاسبه میانگین مربعات خطای رابطه در تابع برازش مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی همبستگی رابطه ی پیشنهادی نشان دهنده ی وجود دقت در ضرایب پیشنهادی است. همچنین برای اعتبارسنجی رابطه ارایه شده، مقایسه ی بیشینه تغییرمکان غیرخطی سازه 5 طبقه فولادی طراحی شده بر مبنای روش نیرو، حاصل از رابطه ی پیشنهادی و میانگین برآورده شده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی همان سازه، موید دقت رابطه ی پیشنهادی است.

    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، ضریب رفتار، سیستم مهاربندی واگرا، زلزله نزدیک گسل پالس گونه، سطح عملکرد
  • فرزین سلماسی*، حسین حکیمی خانسر صفحه 20

    پیش بینی فشار آب حفره ای، نشست، تنش خاک و ضریب فشار آب حفره ای (R_u) در بدنه سدهای خاکی در زمان ساخت یکی از اقدامات ضروری در مدیریت پایداری سدهای خاکی است. بنابراین تخمین آن ها با روش های دقیق بسیار مهم است. چون رفتار سد خاکی غیرخطی است، بنابراین باید از روش المان محدود و مدل های رفتاری مناسب استفاده نمود. در تحقیق حاضر که به صورت مطالعه موردی است، شبیه سازی عددی به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار پلاکسیس در سد کبودوال استان گلستان انجام گرفت و مقادیر حاصل از شبیه سازی عددی با تحلیل برگشتی با مقادیر نظیر داده های ابزار دقیق سد مقایسه شد و پارامترهای واقعی مصالح به کار گرفته شده در بدنه سد، با آنالیز برگشتی به دست آمد. نتایج نشان داد که مدل HS با شاخص های آماری ضریب تبیین (R^2)، میانگین مربع خطاها (RMSE) و نیز میانگین هندسی نسبت خطا (GMER) در مقایسه با مدل رفتاری MC در بدنه سد دقت بیشتری دارد. نتایج مدل عددی واسنجی شده در پایان ساخت سد کبودوال، نشان داد که بیشینه افزایش فشار آب حفره ای، تنش، نشست و جابجایی افقی در بخش مرکزی اتفاق افتاده و مقدار آن در محور و بخش میانی سد بیشتر از طرفین آن است. قسمت میانی و نزدیک به محور سد تغییرات مشابهی با روند بارگذاری بدنه سد دارد؛ درحالی که با دور شدن از محور سد به دلیل انتقال تنش ها به صورت مایل (چرخش المان تنش) تاثیرپذیری کمتری از روند خاکریزی دارند، همچنین در بخش مرکزی تاثیرات ناشی از زهکشی مصالح فیلتر و زهکش حداقل است.

    کلیدواژگان: سد خاکی کبودوال، پلاکسیس، المان محدود، تحلیل برگشتی، مدل رفتاری خاک سخت شونده
  • محمد صدیقیان فرد، نادر صولتی فر* صفحه 21

    دمای عمق لایه های آسفالتی به دلیل رفتار ویسکوالاستیک مخلوط های آسفالتی، در ارزیابی سازه ای روسازی های انعطاف پذیراز اهمیت زیادی برخوردار است. دمای عمق لایه آسفالتی می تواند به طور مستقیم در محل اندازه گیری شود و یا توسط مدل هایی پیش بینی گردد. در این مقاله تحلیل جامعی در خصوص دوازده مدل رگرسیونی مهم و پرکاربرد پیش بینی دمای عمق لایه های آسفالتی صورت گرفته و با ارایه سوابق پژوهشی، به بررسی متغیرهای ورودی مدل، تحلیل حساسیت مدل نسبت به این متغیرها، ارزیابی عملکرد آنها از لحاظ دقت و قدرت پیش بینی و نیز مقایسه برتری آنها نسبت به یکدیگر پرداخته شده است. از آن جایی که اغلب این مدل ها در مناطق جغرافیایی و شرایط آب و هوایی خاصی توسعه داده شده اند، مدل های توسعه یافته با کالیبراسیون مدل های اصلی برای استفاده در شرایط محلی متفاوت نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پژوهش ها نشان می دهد که مدل های رگرسیونی از عملکرد و دقت خوب و قابل قبولی برخوردار می باشند. در میان مدل های مورد بررسی، مدل BELLS با توجه به گستره داده های مورد استفاده در توسعه مدل، عملکرد و دقت مناسب، در نظر گرفتن اثر پارامتر های مختلف به عنوان یکی از بهتر ین مدل های رگرسیونی پیش بینی دمای عمق لایه های آسفالتی شناخته می شود. همچنین مدل صولتی فر و همکاران به عنوان مدل اصلاح شده BELLS برای روسازی های تازه ساخت با دقت بالا و برای مناطق با وضعیت آب و هوایی گرم توسعه یافته است. در مجموع بررسی نتایج پژوهش ها نشان می دهد، مدل های توسعه یافته قابلیت کاربرد در پیش بینی دمای عمق لایه های آسفالتی را با اعمال تصحیحاتی برای روسا زی ها و شرایط محلی متفاوت دارند.

    کلیدواژگان: روسازی آسفالتی، دمای عمق لایه های آسفالتی، مدل های پیش بینی دمایی، مدل رگرسیونی، مدل BELLS
  • موسی مظلوم*، سجاد لطفی آهنگرکلایی صفحه 22

    در این تحقیق، اثرات دما و الیاف شیشه و بازالت بر روی خصوصیات بتن خود متراکم سبک مورد بررسی قرارگرفته است. در همین راستا آزمایش های بتن تازه و سخت شده بر روی 12 طرح مخلوط از این نوع بتن حاوی الیاف تکی و ترکیبی انجام شده است. طرح های اختلاط تکی حاوی 25/0%، 5/0%، 75/0% و 1% حجمی هرکدام از الیاف ها می باشد. نمونه های ترکیبی از 25/0% الیاف بازالت و 75/0% الیاف شیشه، 5/0% الیاف بازالت به همراه 5/0% الیاف شیشه، و 75/0% الیاف بازالت با 25/0% الیاف شیشه تشکیل شده است. خواص خودمتراکمی در این بتن توسط آزمایش های جریان اسلامپ، 500T، قیف V و حلقه J سنجیده شده است. بعد از 28 روز عمل آوری آزمایش های مقاومت فشاری، کششی و خمشی جهت تعیین ویژگی های مکانیکی بتن دردمای 20 درجه سانتی گراد، همچنین دماهای بالای 100 و 300 درجه سانتی گراد انجام گرفتند. درنهایت نتایج آزمایش های بتن تازه نشان دادند که بتن خود متراکم سبک حاضر قابلیت های گذرندگی، پر شوندگی و مقاومت در برابر جداشدگی را پوشش داده اند. همچنین مشخص شد افزایش الیاف موجب کاهش مقاومت فشاری و افزایش مقاومت های کششی و خمشی، و انرژی شکست می شود. علاوه بر این الیاف ترکیبی در مقایسه با الیاف تکی خواص مکانیکی بتن را بهبود بیشتری بخشیده اند. بهترین طرح مخلوط حاوی ترکیبی از 75/0% الیاف شیشه و 25/0% الیاف بازالت بوده است که خواص قابل قبولی از بتن تازه و سخت شده و همچنین مقاومت در دماهای بالا را ارایه کرده است.

    کلیدواژگان: بتن الیافی، الیاف شیشه، الیاف بازالت، دمای بالا، بتن سبک خود متراکم
  • امیرحسین شمشیرگران، بابک ابراهیمیان* صفحه 23

    استفاده از شمع های طویل فولادی کوبشی به عنوان شالوده سکوهای دریایی استخراج نفت و گاز از پرکاربردترین گزینه هاست. روش های مختلفی برای تعیین ظرفیت باربری شمع ها شامل تحلیل استاتیکی، استفاده از نتایج آزمایش های برجا، و آزمون های میدانی بارگذاری استاتیکی و دینامیکی شمع وجود دارند. در سال های اخیر، استفاده از آزمون های برجا نظیر نفوذ مخروط در طراحی شمع های فراساحلی، به دلایلی همچون دقت قابل ‏توجه، نتایج پیوسته در عمق، شباهت آن به شمع و مشکلات اخذ نمونه دست نخورده در دریا، گسترش قابل توجهی یافته است. در مطالعه حاضر، برای نخستین بار، یک بانک داده جامع شامل پارامترهای مهندسی خاک حاصل از نتایج آزمون های آزمایشگاهی و برجای ژیوتکنیکی همراه با اندازه گیری های میدانی به دست آمده از آزمون های دینامیکی شمع در سه زمان کوتاه، میان و بلند مدت در منطقه خلیج فارس - میدان پارس جنوبی توسعه می یابد. سپس، نسبت به انتخاب و کاربرد چهارده روش شامل چهار روش فراساحلی تحلیل استاتیکی و ده روش مستقیم مبتنی بر نتایج آزمایش نفوذ مخروط برای تخمین ظرفیت باربری محوری فشاری شمع های لوله ای فولادی کوبیده شده در منطقه مذکور اقدام می شود. بر اساس یافته های حاصل از تحلیل های آماری، کمترین دقت و کیفیت پیش بینی برای بانک اطلاعاتی توسعه یافته در روش های تحلیل استاتیکی در مقایسه با روش های مبتنی بر آزمون نفوذ مخروط ارایه می شوند. مقادیر ظرفیت باربری کل به دست آمده از روش های تحلیل استاتیکی به طور میانگین %70، %63 و %35 بیشتر از مقادیر متناظر اندازه گیری شده حاصل از آزمون های دینامیکی شمع به ترتیب در سه زمان کوتاه، میان و بلند مدت می باشند.

    کلیدواژگان: شمع فراساحلی، ظرفیت باربری محوری فشاری، آزمون نفوذ مخروط، آزمایش دینامیکی شمع، خلیج فارس
  • مجید یعقوبی*، محسن صداقت جو، ریحانه علیزاده، محمد کارکن صفحه 24

    تیرها به طور گسترده ای در سازه های مهندسی کاربرد دارند. در این مقاله یک جزء ساده ی کارآی تیری رابطه سازی خواهد شد. برای تحلیل تیرها تیوری-های متفاوتی همچون اولر-برنولی، تیموشنکو و برش مرتبه ی بالا ارایه شده است. در رابطه سازی جزء پیشنهادی از برقراری معادله ی حاکم بر تیر تیموشنکو بهره جویی می شود. این کار، افزون بر توانمندسازی جزء نو، شمار مجهول ها را خواهد کاست. جزء پیشنهادی تنها دو گره و در هر گره تنها دو درجه آزادی دارد. همچنین، از چندجمله ای مرتبه سوم و دوم، به ترتیب، برای میدان های جابه جایی و دوران استفاده می شود. پس از محاسبه ی ماتریس تابع های شکل جزء پیشنهادی، معادله های حاکم بر مساله های استاتیکی، ارتعاش آزاد و کمانش برپا خواهند شد. در پایان، برای اثبات کارآیی بالای جزء پیشنهادی، تحلیل های استاتیکی، ارتعاش آزاد و کمانش بر روی چندین مساله انجام خواهد گرفت. در این مساله ها از انواع مختلف شرایط تکیه گاهی استفاده خواهد شد. همچنین، با هدف سنجش توانایی های جزء پیشنهادی در تیرهای نازک و ضخیم، پاسخ ها برای تیر با نسبت های طول به ضخامت متفاوت حساب می شوند. در تحلیل ارتعاش آزاد پاسخ مودهای بالاتر نیز بررسی می گردند. آزمون های عددی، سرعت بالای همگرایی و دقت بالای جزء پیشنهادی و همچنین نبود مشکل قفل برشی را در تمامی مساله های استاتیکی، ارتعاش آزاد و کمانش به اثبات می رسانند.

    کلیدواژگان: جزء تیری، معادله ی تعادل، تحلیل استاتیکی، ارتعاش آزاد، کمانش
  • وحید بابایی نژاد، بابک خورسندی* صفحه 25

    با توجه به محدودیت منابع طبیعی آب شیرین و افزایش جمعیت در دهه های گذشته، بشر برای پر کردن فاصله بین عرضه و تقاضا به احداث کارخانه های آب شیرین کن روی آورده است. مهمترین مشکل زیست محیطی کارخانه های آب شیرین کن تولید پساب باغلظت بالای نمک است که این پساب ها به صورت مستقیم به محیط دریا تخلیه می شوند. عوامل مختلفی در میزان رقیق سازی پساب تخلیه شده تاثیرگذار است که یکی از مهمترین این عوامل جریان محیط است. در این تحقیق با استفاده از مدل انتگرالی CorJet، به بررسی میزان تاثیرگذاری سرعت و جهت جریان محیط بر جهت و طول مسیر حرکت پساب در حالت جت و پلوم و میزان رقیق سازی پساب پرداخته می شود. جهت و مقدار سرعت جریان محیط پویا بر دینامیک، غلظت و اختلاط پساب تخلیه شده تاثیرگذار می‏باشد. بیشترین تاثیر جریان محیط بر رفتار پساب برای حالتی است که سرعت جریان محیط بیشتر از سرعت پساب باشد. در این صورت پساب به صورت کامل توسط جریان محیط از مسیر اصلی خود منحرف می شود. طبق نتایج، در تخلیه پساب چگال در محیط پویا هرچه زاویه تخلیه کننده نسبت به افق بیشتر باشد پساب مسافت بیشتری را در محیط پذیرنده طی می کند و بدنبال آن میزان رقیق سازی افزایش می یابد. در محیط پویا زاویه تخلیه 90 درجه بهینه ترین حالت تخلیه پساب چگال است و بیشترین میزان رقیق سازی را دارد. از طرف دیگر، با افزایش زاویه بین جهت تخلیه پساب و جریان محیط (180

    کلیدواژگان: CorJet، رقیق سازی، جت، پلوم، محیط آبی
|
  • Fatemeh Jafari, Akram Abbaspour *, Hadi Arvanaghi, Ali Hosseinzade Dalir Page 1

    The scour has been studied in hydraulic science for many years, due to its complexity and lack of proper relationship, it has been the attention of hydraulic scientists. Hydraulic structures situated as an obstacle in front of water flow that changed the flow pattern in their vicinity and causing the local scour around the structure. There are various methods to reduce local scour around the pier. In this research, sacrificial pile and collar were used to reduce the local scour around inclined pier group. The results show that using of the sacrificial pile in front of the inclined pier group, the effect of the inclined pier angle on the reduction of the scour is lower. So that difference between the percentage of scour reduction for the first and second inclined piers in the angle of 5 and 15 degrees is zero and in vertical pier is 1.4%. The use of three collars with a diameter of 4b in pier group with the distance of 4b between piers and presence of sacrificial pile in front of the first inclined pier in distance of 3b compared to 2b show a greater scour depth reduction in front of the piers. In the numerical model, the use of inclined pier group with the distance of 3b between piers and sacrificial pile with distance of 2b shows lower turbulence intensity compared to distances of b and 3b.

    Keywords: Local scour, Inclination angle of the pier, sacrificial pile, collar, Inclined pier group
  • Teymour Rahimi, Ali Kheyroddin Page 2

    The composite steel plate shear wall (CSPSW) is an innovative lateral load-resisting system which is comprised of reinforced concrete (RC) panels attached to one or both sides of the system by means of shear connectors. Accordingly, in the CSPSW, the RC panels prevent buckling of the steel plate and thus, shear capacity of the plate improves by the shear yielding limit of the plate instead of tension in direction of diagonal tension field. Subsequently, this study is aimed to analytically and numerically investigate the effect of thickness and concrete type of panels on the behavior of the CSPSW. To this end, 27 numerical models of CSPSWs with varying thickness of steel plate and concrete panels as well as width-to-height (W/H) ratio of 0.75, 1 and 1.5 have been built using ABAQUS software and then, analyzed through pushover analysis method. The results indicate that in all W/H ratios, the energy absorption of the models with a plate thickness of 6mm surpasses the others. Importantly, it was found that the response modification factor of the CSPSW is estimated to be 13.5. Lastly, a semi-empirical relationship was proposed to calculate the thickness of the RC panel based on that of the steel plate so that plate buckling could be prevented.

    Keywords: Composite Steel Plate Shear Wall (CSPSW), Plate Thickness, Panel Thickness, pushover analysis, Modification Factor
  • Amirhossein Fani, Hamed Naseri Page 3

    Travel time prediction as an essential issue has been scrutinized in recent decades. To this end, various techniques are applied to estimate travel duration in the dynamic networks and intelligent transportation systems. Accordingly, in this investigation, prediction of travel time is considered by machine learning techniques. Initially, the experimental test is planned, and the travel time effective parameters are spotted. Subsequently, with the assistance of the floating car method, and Mytacks application, the data are collected in six elected roads. After data preparation, stop delay, grades, and the number of the lane are determined as the most effective travel time criteria. In this study, a novel machine learning technique based on the coyote optimization algorithm is introduced, and its precision is compared with five conventional regression models. Drawing on results, the accuracy of the coyote optimization algorithm-based machine learning technique is more than that of other prediction methods. The coefficient of determination of the introduced machine learning technique for training and testing data is equal to 0.746 and 0.724, respectively. Furthermore, coyote optimization algorithm-based machine learning estimates 73% of testing data with an error of fewer than 20 seconds.

    Keywords: Travel time prediction, Urban road, Regression, Machine learning, Coyote optimization algorithm
  • Rasoul Daneshfaraz *, Mahdi Majedi Asl, Mohammad Bagherzadeh Page 4

    The present study investigated the characteristics of hydraulic parameters of Sloped Gabion Drops and Simple Drops. Therefore, 120 different experiments were performed on both types of sloped gabion drop and sloped simple drop with three angles and two heights. Results showed that by increasing the relative critical depth in both tested models, causes a reduction in relative energy dissipation rate but an increase in relative downstream depth. Comparing the results for sloped gabion drops and sloped simple drops showed that the use of gabion structures with three angles and two heights which, have been investigated, increases the average energy dissipation efficiency 561% and the average downstream relative depth 50.1% compared to the simple drops. So, this results in a decrease in the erosion of the downstream bed of the structure and the length of the pool. The results showed that as the angle of incline increases, the average energy dissipation efficiency decreases and, the average downstream relative depth increases. The results showed that the change in the angle of the incline in sloped gabion drops had a relatively small effect, in comparison with the simple drops due to the physical properties and the complex hydraulic effects of the flow through the porous structure. Also, some relationships were presented to estimate the relative energy dissipation rate and the downstream relative depth rate in the sloped gabion drops by using 80% percent of laboratory data, and the rest 20% of the data were used to test the relationships with the evaluation criteria.

    Keywords: energy dissipation, Downstream Relative Depth, relative critical depth, Angle of Inclined Drop, Gabion
  • Mohammad Delnavaz *, Masoumeh Sheikh Hosseini, Alireza Shakeri Page 5

    Because to the increasing use of chromium in various industries, water pollution with chromium has become a significant problem. Hexavalent chromium (Cr (VI)) is known as a toxic substance for aquatic organisms, animals and humans and as a carcinogen, so it is very important to treat this type of wastewater. In the present study, a new magnetic nanocomposite EDTA/Chitosan/CeZnO (MEC-CeZnO) was synthetized and used to remove heavy metal ions of Cr (VI) from an aqueous solution. The morphology, structure, and properties of the new MEC-CeZnO magnetic nanocomposite were identified by SEM, EDX, and XRD methods and the effect of various parameters such as initial pH, contact time and initial Cr (VI) concentration on system efficiency was investigated. The results showed that MEC-CeZnO nanoparticles with an average diameter of less than 45 nm, had the best performance of Cr (VI) regeneration at an input concentration of 10 mg/L, pH of 3 and retention time equal to 180 minutes. Also, process kinetic studies showed that the results of Cr (VI) reduction process follow the second-order kinetic model. Finally, the reusability of nanocomposites was tested in 5 cycles; the results showed a high efficiency of 90% of nanocomposites in the reduction of metal ions.

    Keywords: Magnetic chitosan, Nanocomposite, EDTA, Hexavalent chromium, Industrial wastewater
  • Faramarz Moodi *, Aliakbar Ramezanianpor, Farhad Farhadian, Pouria Dashti Page 6

    Successive deterioration in concrete structures which is caused by the acid attack has increased the need for substantial and costly repairs to deal with the destruction of concrete structures. Common devastation of water transfer tunnels is due to sulfuric acid attack. One of the ways of maintenance of such structures is to perform the protective coating of the cementitious and geopolymer coating mortars, in which the different features of this coating layer should be studied.In this study, the mechanical properties and durability of geopolymer and cementitious coating mortars containing granulated blast furnace slag and natural pozzolan have been compared. Five cementitious mortar mixtures were prepared with water to binder ratio of 0.32, binder content of 450 Kg/m3, and replacement of Portland cement (PC) with 20 and 40% slag and natural pozzolan. 2 geopolymer mortar mixtures with KOH and NaOH as activator were designed. To evaluate their mechanical properties Compressive strength and tensile adhesion strength were carried out. Also, in order to investigate their durability features against sulfuric acid attack, mortar specimens length Change, compressive strength loss, and weight loss were investigated. According to the results, the use of cement substitute materials (furnace slag and natural pozzolan) reduced the compressive strength by 25%, increased the adhesion strength by 50%, and reduced the length change, weight loss and compressive strength loss of the samples exposed to sulfuric acid. Also, the use of geopolymer mortars had the better performance in aggressive acidic environments compared to cement-based mortars.

    Keywords: Durability, Sulfuric Acid Attack, Furnace slag, Natural Pozzolan, Geopolymer mortar
  • Seyed Ebrahim Nazlabadi, Reza Maknoon *, MohammadReza Alavi Moghaddam Page 7

    The main purpose of this study is an analytical comparison of attitude change to integrated management of urban water/wastewater in the development plans of Iran, before and after the Islamic Revolution. The results indicate that there are four periods of changes in attitude towards this issue in Iran. The first period was initiated to launch planning thinking. In the second period, which lasted till before the Islamic Revolution, the planning system in Iran, after gaining experience, has undergone a dramatic change and some issues such as national coverage of the wastewater collection system, reliable water supply and minimum price of water, were mentioned in the development plans for the first time. In the end years of this period, planning in Iran was matured and all aspects of integrated management except water treatment had been considered. The third period came simultaneously with the revision of the constitution of Iran, after the revolution. In this period, supported by macro policies after the mid-2000s, a period of excellence in the approach of integrated management of urban water and wastewater was created. Also, a macro roadmap in the planning system of Iran was developed. The fourth period of attitude changes began with the beginning of the second step of the revolution and will last until 2065. In this period, the "Islamic-Iranian Model of Progress", as an upstream framework of the macro policies and development plans, have a significant role in establishing an integrated urban water and wastewater management approach in future development plans.

    Keywords: Attitude Change, Integrated Management, Urban Water, Wastewater, Development Plans, Iran
  • Masoud Zabihi Samani *, Mohsen Ali Shayanfar, MohammadReza Karbasi Page 8

    Nowadays, designing structures follows the designs that are based on the performance. Regarding the structures, designing based on performance requires dynamic, heavy and repetitive analyses. Endurance time method is a dynamic modern method based on the performance of the structure, which leads to the reduction of number of structural analyses. In this method, the structure gets exposed to increasing acceleration functions that is getting more during time and then the structure`s seismic performance is evaluated using various demand parameters. In this article, though, using endurance time method, the performance of a structure having active mass damper was evaluated under endurance time acceleration functions of ETA20e series. To this end, an 11 story structure having active mass damper was modeled in MATLAB software using one of the fuzzy control methods. Having investigated the results of endurance time diagram that had drew the before and after statuses of the refinement process using active mass damper, the efficiency of this system in reducing the interstory drift and maximum final story drift was explored. Moreover, the results of endurance time under acceleration function of ETA20e series were compared with the time history analysis of 7 selected accelerograms. The results indicated that endurance time function could present an appropriate prediction in estimating the behavior of the structure under selected accelerogram. The results indicated the significant impact of adding mass dampers under increasing the endurance time of the building under investigation.

    Keywords: Performance Evaluation, Endurance time, Active mass damper, Performance designing, fuzzy control
  • Somayye Sadat Alavian Petroody, Seyed Hossein Hashemi * Page 9

    The widespread presence and problems of microplastics in the environment have attracted the attention of many researchers. Urban wastewater treatment plants have been one of their important releasing sources. In this study, Sari municipal wastewater treatment plant was investigated as one of the potential sources of contaminating aquatic ecosystems (Tajan River and the Caspian Sea) and terrestrial. The final effluent and sludge samples were taken in 3 replications, in May and June 2018. The effluent samples were passed through 500, 300 and 37 μm steel sieve. Organic matter in the sludge and effluent samples were digested using hydrogen peroxide and then the microplastics were extracted by density-based separation using sodium iodide salt and examined by stereomicroscope and micro-Raman. The average number of microplastics in the effluent was 423/4 per m3, of which more than 77% were fiber and the predominant size of the microplastics was 37-300 μm. Also, sewage sludge had an average 128/7 microplastic per g(d.w), and fiber (87/5%) was the most common shape of microplastics in it. Furthermore, the dominant types of fibers and particles in the samples were polyester (effluent 40% and sludge 59%) and polyethylene (effluent 73% and sludge 68%), respectively, which are mainly obtained from the wastewater from washing clothes and microbeads used in cosmetics. Therefore, considering the amount of microplastics present in the effluent and sludge, Sari wastewater treatment plant can be considered as one of the most important sources of microplastics in the aquatic and terrestrial ecosystem in the north of the country.

    Keywords: Microplastic, Effluent, Sludge, Wastewater treatment plant, Mazandaran
  • Mahsa Noruzvand, Kazem Shakeri Page 10

    Direct displacement-based design (DDBD) approach is one of performance-based design methods that has been paid attention by designers and researchers because of its effective performance in achievement of design performance level. In this study, DDBD is developed for design of structures equipped with nonlinear fluid viscous damper (FVD). The designed structures are steel moment frames with different heights of 4, 8 and 12 stories that these frames are designed to achieve life safety performance level under seismic hazard having a probability of occurrence 10% in 50 years. These structures have been also designed using DDBD while have been controlled by linear FVD and a comparison has been conducted between design results. The results show that the design sections of structures equipped with linear and nonlinear FVDs are almost the same whereas nonlinear behavior of FVD has significant effect on the design of damping coefficient. Nonlinear time-history analysis of the designed structures has been performed under different earthquake records in order to evaluate the performance of design method. The results show that average peak story drift is less than target drift and the designed structures have achieved the desirable performance level. Therefore it can be concluded that DDBD developed in this study is an effective method for design of steel moment frames equipped with nonlinear FVD.

    Keywords: Performance-based design, direct displacement-based design, Steel Moment Frame, nonlinear fluid viscous damper, target drift
  • GholamHossein Hamedi *, Ali Alipour, Fariba Karimian Khosroshahi Page 11

    One of the effective parameters in the occurrence of fatigue cracking is the bitumen properties used. One way to control this type of failure is to use bitumen, aggregate or asphalt mix modifiers. In this study, the effect of using a polymeric additive called acrylonitrile styrene acrylate (ASA) as a bitumen modifier on the fatigue cracking potential in asphalt mixtures was investigated. Two types of aggregates, with different mineralogical characteristics, bitumen PG 64-16 and ASA additive in two percent of bitumen mass were the materials used in this study that were tested at two temperatures and five different stress levels. Marshall mix design method was used to determine the optimum bitumen percentage and indirect tensile fatigue test method was used to determine the fatigue life of asphalt mixtures. The results of this study show that the use of polymer additives has increased the fatigue life of asphalt mixtures. Fatigue life of specimens made with granite aggregates was longer than that of limestone aggregates, but the longer life of ASA resulted in a greater increase in the lifetime of specimens made of granite aggregates. The increase in temperature and stress level also resulted in a decrease in the fatigue life of the asphalt mixture samples as expected, which was much lower in the bitumen samples modified with polymeric materials. Has been in control.

    Keywords: Asphalt mixtures, Fatigue Cracking, Bitumen modification, Acrylonitrile styrene acrylate, Indirect tensile loading
  • Mehdi Panji *, Saeed Mojtabazadeh Hasanlouei, Mohammad Habibivand Page 12

    A direct time-domain numerical approach named the half-plane boundary element method is proposed based on the half-space Green’s functions for seismic analysis of trapezoidal alluvial hill located on a circular cavity, subjected to propagating vertical incident SH-waves. To analyze the assumed model, a half plane time-domain Boundary Element Method (BEM) was used which can concentrate the meshes only around the boundary of desired features. First, the problem is decomposed into two parts including a pitted half-plane and a trapezoidal filled solid on the surface. Then, the influence coefficients of the matrices are obtained by applying the method to each part. By satisfying the boundary/continuity conditions on the interfaces, a coupled equation is formed to determine unknown boundary values in each time-step. After implementing the method in an advanced developed algorithm, its efficiency is investigated by solving some practical examples and compared with those of the published works. To complete the results, the sensitivity analysis was carried out to obtain the seismic response of hill by considering the key parameters including impedance and shape ratios. In the meantime, the effect of subsurface cavity on the amplification pattern of surface has been studied as well. The results showed that the impedance and shape ratios of the trapezoidal alluvial hill were very effective on the seismic response of surface. The results of the present study can be used by geotechnical engineers to completing and increasing the accuracy of existing codes around the subject of ground surface zonation in presence of different topographic features.

    Keywords: Circular cavity, Half-plane BEM, SH-wave, Trapezoidal hill, Time-domain
  • Amir Reza Mahdavi, Amirreza Mamdoohi *, Mahdieh Allahviranloo Page 13

    Subway network design can be classified as one of the most challenging problems in transportation planning, where different deterministic or non-deterministic approaches have been utilized for optimal design. Non-deterministic methods, having fewer limitations and representing reality with its intrinsic uncertainty, have thus been the focus of less research. This paper incorporates concepts of fuzzy set theory into optimal design of subway networks to the case of Tehran. Two binary mathematical programming models with different objective functions are developed. The first model maximizes the covered population while minimizing construction cost, whereas the second maximizes the ratio of the covered population to construction cost. These objective functions are modeled in both a fuzzy and a deterministic state. In the fuzzy model, we use a fuzzy penalty factor instead of edge length constraints and propose a Sugeno fuzzy inference system for calculating the covered population. Results indicate that the total length of designed lines with the linear and nonlinear fuzzy approach is equal to 139.3 km (477000 billion Iranian Rials) and 144.6 km (494000 billion Iranian Rials), respectively. Considering topology improvement per construction cost index, designed lines with the linear fuzzy model are better than the nonlinear fuzzy model. In comparison to the classic deterministic approach, the proposed fuzzy approach can improve topology improvement per construction cost index by 23 percent.

    Keywords: Fuzzy mathematical programming, Fuzzy factors, Subway line design, Non-deterministic approach, Line locating
  • MohammadReza Mohammadizadeh *, Farnaz Esfandnia Page 14

    The shear strength of deep beams of the reinforced concrete beams depends on the mechanical and geometrical parameters properties of the beam. Accurate estimation of shear strength in deep reinforced concrete deep beams of the reinforced concrete is one of the major issues in the design of engineering structures. However, some methods proposed to determine the shear strength in deep reinforced concrete beams do not have high accuracy. One method to accurately estimate shear strength is to use artificial intelligence (AI). Artificial intelligence has many different methods, one of which is the use of artificial intelligence based on the support vector machine method. In this study, the weighted least squares support vector machine (WLS-SVM), which is a relatively new and efficient method for predicting the shear capacity of reinforced concrete beams, has been used. In this study, a database containing experimental results on deep reinforced concrete beams was first collected. Then, after determining the input and output parameters using a training process in WLS-SVM method and using a part of the collected data, a model was developed to predict the shear strength of deep reinforced concrete beams. In order to determine the accuracy of the WLS-SVM method, the results were compared with those obtained by other AI methods and different regulations. Statistical analysis showed that WLS-SVM has the best performance in terms of statistical evaluation parameters (R^2 = 0.9887, RMSE = 0.107, MAE = 0.478 and MAPE = 9.48%) compared to the other methods.

    Keywords: beam, Shear, Support, vector, machine
  • Zahra Behrouzi, Hossein Hamidifar *, MohammadAli Zomorodian Page 15

    Flow structure around bridge pier is a very complicated phenomenon. Due to the special geometric and structural conditions in some cases, it is required that the piers be placed in pairs next to each other with special arrangements, which leads to a more complex flow structure around the piers. In this study, the variations of the flow velocity and turbulent kinetic energy around single and the twin bridge piers with a circular cross section is simulated using the Fluent model. The twin piers are placed in three configurations including tandem, side-by-side, and at inclined with the flow direction. The three-dimensional components of flow velocity, streamlines, and velocity contours have been investigated for both single and twin piers. By comparing the longitudinal velocity between measured and simulated conditions in two selected cross sections, the average error for the single tandem piers was 7.3% and 3.54%, respectively. Also, the longitudinal velocity in the tandem, side-by-side and inclined piers has decreased by 2.34% and 9.27% and increased by 87.8%, respectively, compared to the single pier conditions. In general, due to the minimum values of turbulent velocity and kinetic energy, the side-by-side model is recommended as the most appropriate arrangement of the piers with respect to the flow direction.

    Keywords: Flow pattern, velocity, bridge pier, Simulation, Fluent
  • Arash Jael *, Mohammad Rashki Ghaleh Nou, Masih Zolghadr Page 16

    Energy dissipation in stepped spillways is one of the primary goals of such structures. In this study, the accuracy of the artificial neural network (ANNs) method, the adaptive fuzzy neural inference model method based on the trained firewall optimization algorithm (ANFIS-FA) and the gene expression programming method (GEP) in estimating the energy loss of skimming flow regime on stepped spillways has been studied. Also, by performing sensitivity analysis, the importance of input parameters in predicting energy loss for each of the three mentioned methods has been investigated. For this purpose, 154 series of laboratory data have been used. The input parameters for each method include the hydraulic jump Froude number, the Drop number, the number of steps, the pseudo bottom slope and the ratio of the critical depth to the height of each step.. The results show that all three methods had a higher ability to predict energy loss than classical methods for estimating energy loss based on conventional regression methods. The accuracy of the ANFIS-FA (with) method is slightly higher than the GEP (with) method. The accuracy of the neural network is slightly lower than the above two methods.However, the highest accuracy obtained is related to the multilayer perceptron neural network with 3 hidden layers with the number of 12, 8 and 7 nodes in each layer, respectively. In all three methods, the most effective parameter is the waterfall number and the least effective parameter is the pseudo bottom slope.

    Keywords: energy dissipation, stepped spillway, skimming flow, ANFIS-FA, GEP
  • Nazanin Shahkarami *, Sanaz Aalimohammadi Piranshahi, Hosein Asadi Page 17

    Seepage is one of the main threat for the stability of earth dam, which can weaken the dam structure and cause piping, washing the earth dam materials inside the body or foundation and eventually its failure. In this study, seepage analysis of Kamal-Saleh earth-dam was performed using Seep/W software for current dam and increased spillway level. The effect of increasing the height of spillway on the seepage rate inside the body and foundation, hydraulic gradient and phreatic surface was investigated. To evaluate the dam behavior in the conditions of increasing reservoir capacity, seepage analysis was performed for current level and increased levels of spillway by one meter intervals. According to the results of software, the dam was safe against seepage in the current spillway level and provided the required factors of safety. In the conditions of increased spillway level, the amounts of seepage and hydraulic gradients increased and the factors of safety against boiling decreased in a way that by increasing the dam spillway level equal to 4 meters, the seepage through the dam body and foundation increased 85% and the safety factor against boiling decreased 4.5% but in all these conditions, the dam was safe against boiling. In the current and increased spillway levels , there are appropriate similarity of phreatic lines produced by the selected analytical method and Seep/W. The most similarity is seen in the upstream shell and core and the maximum difference is seen in the phreatic line intersection with the downstream slope of the dam.

    Keywords: Seepage analysis, Kamal-Saleh earth dam, phreatic surface, storage capacity increase, seep, w
  • Mojtaba Faraji, Jamal M. V. Samani Page 18

    Predicting the transfer of pollutants in the water zones is of particular importance in the management and prevention of surface water pollution. The heterogeneity and non-conformance in morphology along the river, known to the Storage zone, will change the uniform Transport of pollutants to the downstream. The storage zones are actually places around the river where velocities are significantly slower than the rivers and are also famous as dead zones. The presence of these areas in rivers makes it difficult for them to use the classical equation of pollutant transport. To more accurate simulation of the transport of pollutants in natural rivers with storage zone, modifications should be made to the Advection- dispersion equation. In this research, a new approach to achieve more accurate simulation of transport of pollutant material by considering the changes of pollutant dispersion flux in a nonlinear method and considering the storage zone will be presented. To validate the model presented from the hypothetical example and actual data used. Based on the measured results, the output of the model is an acceptable adaptation with the observed data and shows that the proposed model is accurate and acceptable in simulating the transport of solute in rivers with the Storage zone and it can replace the classic model of pollutant transport in these type of rivers.

    Keywords: advection-dispersion equation, Storage zone, Non-linear Flux, Dead Zone, Dispersion Flux
  • Seyed Abdonnabi Razavi, Navid Siahpolo *, Mehdi Mahdavi Adeli Page 19

    The most important feature of the behavior factor is that it allows the structural designer, to be able to evaluate the structural seismic demand, using an elastic analysis, based on force-based principles quickly. In seismic codes such as the 2800Standard, this coefficient is merely dependent on the type of lateral resistance system and is introduced with a fixed number. However, there is a relationship between the behavior factor, ductility (performance level), structural geometric properties, and type of earthquake (near and far). The main purpose of this paper is to establish an accurate correlation between the geometrical characteristics of the structure, performance level and the behavior factor in eccentrically steel frames, under earthquakes near-fault. For this purpose, genetic algorithm is used. Initially a wide database consisting of 12960 data with 3-, 6-, 9-, 12-, 15- and 20- stories, 3 column stiffness types, and 3 brace slenderness types were designed, and analyzed under 20 pulse-type near-fault earthquakes for 4 different performance levels. To generate the proposed relation, 7,500 training data in the form of genetic optimization algorithm were used. To validate the proposed relationship, 2,500 test data were used to calculate the mean squared error of the relationship in the fitness function. The results of the correlation, shows accuracy of proposed coefficients. Also, the comparison of the response of maximum inelastic displacement of 5stories EBF from the proposed correlation and the mean inelastic time history analysis, confirms the accuracy of the estimate relationship

    Keywords: genetic algorithm, behavior factor, Eccentric braced frame, Pulse-type near-fault earthquake, Performance level
  • Hosein Hakimi Khansar Page 20

    Accurate prediction of pore water pressure, settlement, soil stress and pore water pressure coefficient (Ru) in the body of earth dams during construction is one of the necessary measures in the management of earth dam stability. In the present study, which is a case study, a three-dimensional numerical simulation was performed using the Plaxis software for the Kabudval Dam located in Golestan province, Iran. The values obtained from the numerical simulation were compared with the corresponding measured values using the dam instruments. Calibration was carried out using back analysis method (BAM) and some dam geotechnical parameters were corrected based on BAM. The results showed that the hardening soil (HS) model with the statistical indicators of R2, RMSE and GMER is more accurate compared with the Mohr- Coulomb (MC) model. The results of the numerical model were calibrated at the end of construction for Kabudval Dam and showed that the maximum increase in pore water pressure, stress, settlement and horizontal displacement occurs in the central part and its value in the axis and middle part of the dam is more than its sides. The middle part and close to the dam axis have similar changes with the fill process of the dam body; while with moving away from the dam axis due to the transfer of stresses to the sides, they have less impact from the dam filling process. In addition, in the central part, the effects of filter and drainage is low.

    Keywords: Kabodval dam, Plaxis, finite element method, back analysis, Hardening soil behavior
  • Mohammad Sedighian Fard, Nader Solatifar * Page 21

    Due to the viscoelastic behavior of asphalt mixtures, depth temperature of asphalt layers is very important in structural evaluation of flexible pavements. Depth temperature could be measured directly in the field, or may be predicted using prediction models. This paper presents a comprehensive analysis of different twelve regression-based models for prediction of depth temperature of asphalt layers. With reference to the literature, required input parameters, sensitivity analysis, evaluation of prediction performance, as well as a comparison of goodness of these models were discussed. Furthermore, calibrated models for different local conditions were presented. This is due to the fact that the original models were usually developed in specific geographical regions and climatic conditions. Results show that the regression-based models have a good performance and high accuracy in predicting the depth temperature of asphalt layers. Among the investigated models, according to the variety of data (or parameters) used in the model development, performance, considering the effect of various parameters, BELLS model introduced as one of the best regression-based models for prediction of depth temperature of asphalt layers. The model developed by Solatifar et al. as a new version of BELLS model, showed very good accuracy for newly constructed pavements. In addition, with applying some modifications, it could be possible to use these models in different pavements and local conditions.

    Keywords: Asphalt Pavement, Depth Temperature of Asphalt Layers, Temperature Predictive Models, Regression-Based Model, BELLS Model
  • Moosa Mazloom *, Sajjad Lotfi Ahangar Kolaee Page 22

    In the present study, the effects of glass and basalt fibers (GF and BF) and temperature on the properties of self-compacting lightweight concrete (SCLC) has been investigated. For this aim, the fresh and hardened properties of 12 SCLC mixes have been investigated that contained monotype and hybrid fibers. The volume of the monotype fibers were 0.25%, 0.5%, 0.75% and 1% of the concrete volume. The hybrid fibers had volume fractions of BF/GF= 0.25%/0.75%, 0.5%/0.5%, and 0.75%/0.25%. The self-compacting properties of SCLC was assessed by means of slump flow, T500, V-funnel and J-ring. After 28 days of curing, the compressive, splitting tensile and flexural strengths tests were performed to characterize the mechanical properties of SCLC at room temperature of 20 °C and high temperatures of 100 and 300 °C. The test results of fresh concrete showed that all the mixes could be defined as SCLC with good flowability, viscosity and passing ability. Hardened test results indicated that the addition of the fibers reduced the compressive strength and increased the tensile strength, flexural strength and fracture energy. Moreover, compared to monotype fibers, the hybrid ones formed effectively enhanced mechanical behaviors of SCLC. The mixes containing 0.75% GF and 0.25% BF was the optimum one and determined acceptable fresh and hardened properties as well as high temperature resistance.

    Keywords: Fiber-reinforced concrete, glass fiber, Basalt fiber, high temperature, self-compacting lightweight concrete
  • Amirhossein Shamshirgaran, Babak Ebrahimian * Page 23

    Long driven steel piles are widely used in the foundation of fixed offshore oil and gas extraction platforms. There are different methods to determine the pile bearing capacity, including static analysis, using the results of in-situ tests, as well as static and dynamic pile loading tests. In recent years, the in-situ cone penetration test has considerably been developed in the design of offshore piles owing to its high accuracy, continuous recoding across the depth, and similarity to pile. In this paper, for the first time, a comprehensive data bank, including soil engineering parameters derived from laboratory and in-situ tests as well as field measurements obtained from dynamic pile tests in short, medium, and long term conditions, is developed for the Persian Gulf - South Pars field. Afterward, fourteen methods including four offshore static analysis methods and ten direct methods based on cone penetration test results are selected and applied to estimate the axial compressive bearing capacity of steel pipe piles driven in the studied area. According to the findings of the conducted statistical analyses, the lowest precision and prediction quality are provided in the four static analysis methods compared to the CPT-based methods for the developed data bank. The values of ultimate pile bearing capacity obtained from the static analysis methods are on average 70%, 63%, and 35% higher than the corresponding values measured by the dynamic pile tests, in short, medium, and long term conditions, respectively.

    Keywords: Offshore pile, axial compressive bearing capacity, cone penetration test (CPT), dynamic pile test, Persian Gulf
  • Majid Yaghoobi *, Mohsen Sedaghatjo, Reyhaneh Alizadeh, Mohammad Karkon Page 24

    The beams are really useful for the large number of engineering structures. In this article, a simple robust beam element will be formulated. Other researchers utilized several theories such as Euler-Bernoulli, Timoshenko and higher order shear for analyzing of the beams. The proposed formulation will be written based on satisfying the equilibrium equation. Using the equilibrium equation reduces number of unknowns in addition to improving the efficiency of new element. the suggested element has only two nod and tow degrees of freedom per node. The third and second order polynomials will be used for vertical displacement and rotation fields, respectively. After calculating the matrix of shape functions, the governing equations of statics, free vibration and buckling analysis could be written. Finally, using the suggested element, static analysis, free vibration and buckling were performed on the several problems. To prove the efficiency of the new element, the large number of benchmark tests will be utilized. These numerical tests have various support conditions and different aspect ratios. By the help of these tests, rapid convergence and high accuracy of proposed element will be shown. The new element has high efficiency in all of the static, free vibration and buckling analysis for both of thin and thick beams beside of its simplicity. Good element answers of other researchers are be available to have better comparison.

    Keywords: Beam element, Equilibrium equation, Static analysis, free vibration, Buckling
  • Vahid Babaiynejad, Babak Khorsandi * Page 25

    Due to the limitation of Natural freshwater resources and population growth in recent decades, human has turned to the development of water desalination plants to fill the gap between supply and demand. The most important environmental problem of desalination plants is the production of brine (containing high concentration of salt) that is discharged directly into the sea. Various factors affect the dilution rate of discharged effluent, one of the most important of which is the ambient flow. In this study, using CorJet integral model, the effect of ambient flow velocity on the characteristics of jets and plumes and their dilution rates are investigated. The direction and magnitude of the ambient flow affect the mixing of the discharged effluent. This effect is the greatest when the ambient flow velocity is higher than the discharged effluent velocity. In this case, the effluent is completely diverted from its original path and advected in the direction of the ambient flow. In the presence of ambient flow, the greater the discharge angle relative to the horizon, the greater the effluent trajectory path and dilution rate. Furthermore, the discharge angle of 90° results in the highest dilution rate of effluents, when the ambient flow is present. When the angle between the effluent discharge and the ambient flow (0

    Keywords: CorJet, Dilution, Jet, plume, Water environment