فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و چهارم شماره 5 (امرداد 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/03
  • تعداد عناوین: 20
|
  • نوید سیاه پلو*، سید عبدالنبی رضوی، حمید بیرقی صفحه 1

    مطالعات مختلفی برای ارزیابی تاثیر زلزله های نزدیک گسل با اثرات جهت پذیری پیش رونده انجام گرفته است که ویژگی بارز آن وجود یک پالس با دامنه قابل توجه در نگاشت سرعت است. در این مقاله در راستای بررسی اثر زلزله های نزدیک گسل پالس گونه بر نیازهای ارتجاعی قاب های خمشی فولادی، ابتدا یک مدل 15 طبقه پایه از قاب خمشی فولادی شبیه سازه شده و پس از تایید صحت فرایند مدل سازی، تحت اثر 20 رکورد نزدیک به گسل دارای اثرات جهت پذیری پیش رونده و 2 رکورد دور از گسل مورد تحلیل و آنالیز قرار گرفته و رابطه بین انرژی چرخه ای موثر، ECE و پاسخ های تغییر مکان، سرعت و منحنی چرخه ای سازه SDOF در دو حالت زلزله نزدیک و دور از گسل مورد بررسی قرار گرفت. سپس ضمن بررسی تاریخچه انرژی ورودی تجمعی نسبی و مطلق به همراه انرژی جنبشی در یک بخش و حداکثر دریفت بین طبقه ای برای 4 تراز مختلف رفتار غیرخطی (R=1.0, 2.0, 4.0, 6.0) در بخش دیگر، اثر تعداد مودهای بالاتر مورد ارزیابی قرار گرفت. مطالعه پروفیل دریفت بین طبقه ای برای دو زلزله نزدیک گسل با پالس مشهود در شتاب و بدون پالس مشهود در شتاب، نشان دهنده شکل گیری تمرکز دریفت های حداکثر، IDRmax، در طبقات فوقانی برای درجات غیرخطی کم (R=1.0 و R=2.0) در رکوردهای با پالس مشهود می باشد که خود نیز موید تاثیر آن بر مشارکت مودهای بالاتر می باشد. این در حالی است که در رکوردهای فاقد پالس مشهود در شتاب، علاوه بر تشدید IDRmax در طبقات فوقانی، در طبقات تحتانی نیز نیازهای بزرگی برسازه تحمیل می شود.

    کلیدواژگان: زلزله نزدیک گسل، اثر پالس گونه، جهت پذیری پیشرونده، انرژی ورودی، مودهای بالاتر
  • علی صابری ورزنه*، محمود نادری صفحه 2

    در صنعت تعمیر بتن، چسبندگی بین لایه تعمیری و بستر بتنی، نقش تعیین کننده ای در عملکرد مرکب موفق لایه های تعمیری دارد. با توجه به پدیده جمع شدگی و تاثیر آن بر افت چسبندگی، در این مقاله تاثیر الیاف پلی پروپیلن بر چسبندگی ملات و بتن مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام آزمایشات از آزمون نوین "پیچش" استفاده شد. در تمامی آزمایشات، نتایج حاصل از آزمون "پیچش" با نتایج آزمون استاندارد "کشیدن از سطح" مورد مقایسه قرار گرفت. برای تجزیه و تحلیل بیشتر نتایج بدست آمده، از آزمون های XRD (الگوی پراش اشعه ایکس) و SEM (میکروسکوپ الکترونی روبشی) استفاده شد. همچنین تاثیر الیاف بر جمع شدگی و مشخصات مکانیکی ملات های تعمیری و رابطه آن بر چسبندگی بین ملات و بتن بررسی گردید. در این خصوص از آزمون های درجای "پیچش" و "کشیدن از سطح" به صورت آزمایشگاهی استفاده شد. با بررسی ضریب همبستگی بین نتایج آزمون های درجا با آزمون های آزمایشگاهی، نمودارهای کالیبراسیون جهت تبدیل قرایت های بدست آمده از آزمون های "پیچش" و "کشیدن از سطح" به مقاومت فشاری ملات ها ارایه شد. نتایج حاصله بیانگر این بود که برای نمونه الیافی، مقدار بیشینه Ca (OH)2 یا هیدروکسیدکلسیم دچار کاهش شد که منتج به تولید بیشتر سیلیکات کلسیم هیدراته یا ژل C-S-H می شود که نتیجه آن بهبود خواص نهایی ملات و افزایش چسبندگی بود. همچنین به طور میانگین مقاومت چسبندگی برشی و کششی 90 روزه حاصل از آزمون های "پیچش" و "کشیدن از سطح" با افزودن الیاف به ترتیب به مقدار 5/49 و 1/43 درصد افزایش داشته است.

    کلیدواژگان: پیچش، کشیدن از سطح، چسبندگی، ملات، بتن
  • امیرحسین کرباسی*، محمود صفارزاده صفحه 3

    ازدحام یکی از مشکلاتی است که بسیاری از کشورها را در دهه های گذشته آزار داده است و باعث تحمیل شدن هزینه های زیادی به بسیاری از کشورها شده است. به همین دلیل بسیاری از محققان به دنبال راهکارهایی در جهت کاهش ازدحام در شبکه های حمل ونقلی هستند. از طرف دیگر پیش بینی می شود که ظهور خودروهای خودران و متصل می تواند در کاهش ازدحام درراه ها و افزایش ظرفیت راه ها موثر واقع شود. به همین دلیل این مطالعه به بررسی اثر خودروهای خودران و خودروهای خودران و متصل بر ظرفیت راه ها می پردازد. در این مطالعه از یک شبکه آزادراه با قسمت Merge استفاده شده است و شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار شبیه ساز خردنگر SUMO پیاده سازی شده اند. در این مطالعه برای تعیین رفتار رانندگی از مدل تعقیب خودرو برای حرکات طولی و از مدل تغییر خط برای حرکات عرضی استفاده شده است. مدل تعقیب خودرو کرواس و مدل تغییر خط LC2013 جهت تعیین رفتار رانندگی در این مطالعه استفاده شده اند. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که خودروهای خودران می توانند ظرفیت راه ها را تا 52 درصد افزایش دهند و خودروهای خودران و متصل می توانند ظرفیت راه ها را تا 65 درصد افزایش دهند که این افزایش ها نشان دهنده پتانسیل این خودروها جهت افزایش ظرفیت و کاهش ازدحام می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که زمانی این خودروها می توانند اثر چشمگیری بر ظرفیت بگذارند که حضور این نوع خودروها در جاده ها چشمگیر باشد.

    کلیدواژگان: خودروهای خودران و متصل، شبیه سازی خردنگر، ظرفیت، ازدحام، SUMO
  • سید آریا فخری*، محمد سعادت سرشت، مسعود ورشوساز، حمزه ذاکری صفحه 4

    به منظور ایجاد سامانه مدیریت روسازی راه ها باید مولفه های اطلاعاتی بر اساس دیدگاه های مختلف مدیریت روسازی اخذ شوند. ازجمله مهم ترین مولفه های اطلاعاتی در این سامانه ها، ارزیابی کیفی وضعیت روسازی راه ها می باشد. لذا در این رابطه داده های حاوی جزییات خرابی های سطحی روسازی از اهمیت فراوانی برخوردار است. خرابی های روسازی علاوه بر اینکه باعث استهلاک وسایل نقلیه، صرف هزینه های تعمیر و نگهداری و کاهش عمر مفید سازه روسازی می شوند، موجب بروز تصادفات و کاهش ایمنی معابر نیز می گردند. با توجه به اینکه مهم ترین خرابی های سطحی در روسازی جاده ها مربوط به ترک ها می باشند و ازآنجایی که تشخیص این ترک ها به صورت بصری قابل برداشت و ارزیابی است، پس روش های مبتنی بر تصویربرداری می تواند در تشخیص آن بسیار کارگشا باشد. در این پژوهش از فتوگرامتری پهپاد به عنوان روشی مکمل جهت آشکارسازی خرابی های ناشی از ترک روسازی استفاده شده است. لذا با ارایه روندی جهت بررسی پارامترهای بهینه در طراحی شبکه فتوگرامتری پهپاد و همچنین پیاده سازی الگوریتمی خودکار مبتنی بر پردازش تصویر و طبقه بندی کننده درخت تصمیم گیری اقدام گردید. نتایج حاصل از ارزیابی صورت گرفته در خصوص آشکارسازی پیکسل های ترک توسط الگوریتم پیشنهادی و مقایسه آن با واقعیت زمینی در بهترین حالت و با استفاده از ارتوفتوموزاییک تولیدشده از تصاویر اخذشده توسط پهپاد فانتوم4پرو در ارتفاع 20 متری، دقت 96% حاصل شد. با توجه به دقت بالای این روش در آشکارسازی خرابی های ناشی از ترک، استفاده از فتوگرامتری پهپاد به عنوان روشی مکمل و قابل اعتماد در سامانه مدیریت روسازی پیشنهادشده است.

    کلیدواژگان: سامانه مدیریت روسازی، ترک های روسازی، فتوگرامتری پهپاد، یادگیری ماشین، درخت تصمیم گیری
  • نهمت خدایی*، عارف رحیمی صفحه 5

    افزایش جمعیت و کمبود زمین در شهرهای بزرگ، موجب رونق ساختمان‎های بلند شده‎ است. نیروهای جانبی باد و زلزله از عوامل اصلی در طراحی ساختمان‎های بلند می‎باشند. در این تحقیق، لنگر واژگونی و برش پایه ساختمان‎های بلند تحت اثر نیروهای طولی باد و زلزله مورد مقایسه قرار گرفته‎اند. ‎موقعیت سازه در شهر تهران روی زمین تیپ دو و رفتار سازه بلند به صورت تیر طره‎ای قایم فرض شده است. نیروی طولی باد با روش ضریب تندباد و نیروی زلزله با تحلیل طیفی الاستیک تعیین شده است. برای تشریح مبانی محاسباتی، مثال اولیه‎ای از یک ساختمان بلند با ارتفاع 120 متر ارایه و تحلیل شد و در ادامه، تاثیر پارامترهای ارتفاع سازه بین 80 تا 200 متر و نسبت لاغری بین 5 تا 10 برای دو نوع مقطع عرضی دایره و مربع بررسی گردید. برای مثال اولیه، در لنگر واژگونی و برش پایه زلزله، به ترتیب مود اول و دوم غالب‎تر بودند. برای مقطع مربع و دایره، نسبت لنگر واژگونی ناشی از باد به زلزله به ترتیب 10/1 و 81/0 بود. در بخش تحلیل پارامتری، لنگر واژگونی باد و زلزله در ارتفاع‎ها یا نسبت لاغری‎های مشخصی با هم برابر بودند و با افزایش این پارامترها، اثر باد غالب‏تر بود. برای مقطع مربعی، لنگر واژگونی باد و زلزله در ارتفاع ‏110 متر و برش پایه زلزله و باد در ارتفاع 175 متر، یکسان بودند. برای ارتفاع 200 متر، نیروی برش پایه و لنگر واژگونی ناشی از باد به ترتیب 42 و 17 درصد بیش از مقادیر ناشی از زلزله بودند.

    کلیدواژگان: ساختمان بلند، پاسخ طولی باد، پاسخ لرزه ای، لنگر واژگونی، برش پایه
  • یوسف الفت میری، ابراهیم جباری، مسعود بحرینی مطلق*، حسین علیزاده، امیرحسین حسن آبادی صفحه 6

    پیش بینی کوتاه مدت نرخ جریان رودخانه ها اهمیت فراوانی در مدیریت منابع آب و کنترل سیلاب دارد. یکی از مشکلاتی که محققین در این نوع از پیش بینی ها همواره با آن مواجه هستند؛ نبود یک بانک داده ای دقیق و با تفکیک پذیری زمانی بالا می باشد. فناوری تیکه نگاری صوتی یکی از روش های داده برداری نوین است که علاوه بر دقت بالای داده های برداشت شده دارای تفکیک پذیری زمانی بالایی نیز است؛ بنابراین با کاربرد داده های برداشت شده با استفاده از این فناوری به همراه یک مدل پیش بینی مناسب می توان به یک پیش بینی کوتاه مدت دقیق از نرخ جریان رودخانه ها دست یافت. در این تحقیق تاثیر کاربرد داده های برداشت شده توسط فناوری تیکه نگاری صوتی در پیش بینی کوتاه مدت نرخ جریان توسط مدل ترکیبی الگوریتم دسته بندی گروهی داده ها، بررسی شده و با داده های به دست آمده از روش دبی-اشل مقایسه شده است. به منظور جلوگیری از بیش برازش شدن مدل پیش بینی از معیار اعتبارسنجی کا-فولد استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان داد که کاربرد داده های تیکه نگاری صوتی باعث افزایش دقت پیش بینی کوتاه مدت می شود؛ به طوری که ضریب نش- ساتکلیف برای پیش بینی 1، 6، 12، 24، 48 و 72 ساعته دبی بر روی داده های برداشت شده با روش تیکه نگاری صوتی به ترتیب (98/0، 96/0، 94/0، 88/0، 73/0 و 54/0) به دست آمد. درحالی که این مقادیر برای داده های برداشت شده با روش دبی - اشل به ترتیب (97/0، 84/0، 61/0، 27/0، 12/0 و 11/0) محاسبه شد. از دلایل بالا بودن دقت پیش بینی انجام شده بر روی داده های تیکه نگاری صوتی نسبت به داده های دبی- اشل می توان به تفکیک پذیری زمانی بالا و دقت بیشتر داده های برداشت شده توسط تیکه نگاری صوتی نسبت به دبی- اشل اشاره کرد.

    کلیدواژگان: الگوریتم دسته بندی گروهی داده ها، پیش بینی کوتاه مدت، فناوری تیکه نگاری صوتی، دبی اشل، الگوریتم جی ام دی اچ
  • فرزین سلماسی*، آرین سلماسی صفحه 7

    درسال های اخیر، هزینه انرژی در مقابل سایر هزینه های بخش کشاورزی، افزایش بیشتری داشته است. بازنگری شرایط ایستگاه های پمپاژ کشاورزی، چگونگی مصرف انرژی در آنها و استفاده از روش های جدید طراحی به منظور افزایش راندمان نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی دارند. در سامانه های تحت فشار لوله ها، معمولا از پمپ با دور ثابت استفاده می شود. زمانی که میزان تقاضای طرح متفاوت از تقاضای طراحی شود، می توان بدون ایجاد تغییر خاصی در سامانه، با تغییر دور پمپ، مقدار تقاضای مورد نیاز (دبی و هد) را تامین کرد. با استفاده از یک مدار الکترونیکی راه انداز می توان فرکانس برق را تغییر و سرعت چرخش موتور پمپ را تغییر داد. در این تحقیق کاربرد پمپ های دور متغیر در سامانه های آبیاری تحت فشار مورد بررسی قرار گرفت. دو سناریوی ایستگاه پمپاژ شامل پمپ با دور ثابت و پمپ با دور متغیر طراحی شد. نتایج تحقیق نشان داد به کارگیری پمپ با دور متغیر به طور متوسط راندمان پمپ را 7/18درصد افزایش می دهد. برق مصرفی برای ایستگاه پمپاژ با دور متغیر در طول فصول آبیاری 6/1288 کیلووات- ساعت انرژی کمتری نسبت به پمپ با دور ثابت مصرف می کند. سامانه پمپ با دور متغیر 6/57 درصد در مقایسه با روش بهره برداری با پمپ دور ثابت، باعث صرفه جویی در انرژی برق مصرفی می شود. لذا استفاده از پمپ با دور متغیر در سامانه های تحت فشار توصیه می شود.

    کلیدواژگان: ایستگاه پمپاژ، پمپ با دور متغیر، لوله تحت فشار، راندمان، برق مصرفی
  • اسماعیل محمدی ده چشمه، وحید بروجردیان*، غلامرضا قدرتی امیری صفحه 8

    در این تحقیق به تحلیل احتمالاتی تخریب پیشرونده با استفاده از رویکرد منحنی شکنندگی پرداخته شده است. سازه موردنظر، یک ساختمان 4 طبقه فولادی با سیستم باربر جانبی قاب خمشی متوسط است. شش سناریوی مختلف آسیب جفت-ستون، شامل ستون های گوشه، پیرامونی و میانی، بررسی شده است. تحلیل ها به صورت دینامیکی غیرخطی در نرم افزار OpenSees و به صورت سه بعدی انجام شده است. در این تحقیق اثر قایم سقف کامپوزیت در تحلیل ها، موردبررسی قرارگرفته است. منحنی های IDA برای حالتی که اثر سقف لحاظ شده است، دارای ظرفیت بالاتر نسبت به حالتی که اثر سقف در نظر نگرفته شده، دارد. نتایج تحلیل‎ها نشان داد، احتمال خرابی طبقات فوقانی سازه نسبت به طبقات پایین سازه در سطوح عملکردی مختلف به دلیل کاهش سختی ستون ها، کمتر است. لحاظ اثر سقف در تحلیل ها می تواند احتمال خرابی سازه ها را کاهش دهد. اثر سقف در طبقات پایین تر سازه نسبت به طبقات فوقانی موثرتر است. به نحوی که سقف ها در طبقات اول تا چهارم به ترتیب 13، 9، 6 و 2 درصد در افزایش مقاومت در مقابل خرابی سازه موثر می باشند. بر اساس نتایج به دست آمده، احتمال عبور از سطوح عملکردی IO، LS و CP به ازاء کاهش سختی جفت-ستون به ترتیب تا 50، 70 و 75 درصد تقریبا صفر است. با کاهش 94 درصد سختی جفت-ستون تصادفی در حالت با لحاظ اثر سقف، سازه به احتمال 50 درصد از سطح عملکرد CP عبور می کند. در حالتی که اثر سقف سازه در نظر گرفته نشود، احتمال خرابی مزبور با کاهش 91 درصد سختی جفت-ستون تصادفی رخ می دهد.

    کلیدواژگان: تخریب پیشرونده، تحلیل احتمالاتی، تحلیل دینامیکی غیرخطی، آسیب جفت-ستون، قاب خمشی متوسط فولادی
  • علی توکلی کاشانی*، علی میرهاشمی، سعیده امیری فر صفحه 9

    با توجه به افزایش مطالعات مربوط به ایمنی تقاطعات، مطالعه حاضر قصد دارد مروری کلی بر این مطالعات با استفاده از روش علم سنجی داشته باشد. در این تحقیق، 744 مقاله مربوط به ایمنی تقاطعات تا 1 آوریل 2021 از طریق موتور جست وجوی وب آو ساینس (WoS) استخراج شده و با استفاده از روش های تحلیل توصیفی ، هم-استنادی ، هم-تالیفی و هم-رخدادی کلمات به ترتیب ساختار توصیفی، معنایی، اجتماعی و مفهومی را با به کارگیری نرم افزارهای VOSviewer و Bibliometrix ارایه می دهد. همچنین، نحوه رشد و توسعه انتشارات، پر استنادترین مقالات، موثر ترین نویسندگان، منابع، موسسات و کشورها مورد تجزیه وتحلیل قرار می گیرد. نتایج نشان دادند که بر طبق تحلیل هم-استنادی، ساختار معنایی تحقیقات ایمنی تقاطعات به پنج خوشه اصلی تقسیم شده است: مطالعات فراوانی تصادفات، شدت تصادفات، اقدامات و شاخص های عملکرد ایمنی، ایمنی کاربران آسیب پذیر، تخمین سطح ایمنی و تحلیل داده های تصادفات در تقاطعات راه. علاوه بر آن، با استفاده از تحلیل مفهومی کلیدواژگان مقالات ایمنی تقاطعات، موضوع های مربوط به ایمنی دوچرخه سواران، سیستم حمل ونقل هوشمند، شبیه سازی رانندگان، رفتار رانندگان، تحلیل قطعات و تقاطعات راه به عنوان زمینه های محرک با تراکم و مرکزیت بالا در مطالعات شناسایی شدند. موضوعاتی مانند بیز تجربی، تخصیص منابع، ارتباط وسایل نقلیه، تجزیه وتحلیل ایمنی خودکار، اقدامات، تقاطعات چراغ دار، وسایل نقلیه خودران، اتوماتای سلولی، رانندگان مسن و تقاطعات بدون چراغ نیز به عنوان زمینه های پایه و اساسی شناسایی شدند.

    کلیدواژگان: ایمنی تقاطعات، علم سنجی، مرور کلی، نقشه بندی علمی، تصادف
  • امید یوسفی، امیراحمد هدایت*، کامبیز نرماشیری، علی کاربخش صفحه 10

    سازه های فولادی به دلایل متعدد مانند وارد شدن بارهای تصادفی، خوردگی و کاهش مقاومت دچار آسیب می شوند که نیاز به ترمیم و بهسازی دارند. در این ‏تحقیق به ستون های دایروی شکل فولادی، آسیب به صورت خوردگی موضعی اعمال شد و تاثیر استفاده از الیاف پلیمری تقویت شده به فیبر کربن‎ ‎برای مقاوم سازی ‏مطالعه شد. تعداد 19 ستون دایروی شکل فولادی با ارتفاع و ابعاد آسیب یکسان تحت بار فشاری با نرم افزار آباکوس مدل سازی شدند که از این تعداد 6 نمونه به صورت ‏آزمایشگاهی تحلیل شدند. در نمونه های آزمایشگاهی، از خوردگی پیش رونده برای ایجاد آسیب در نمونه ها استفاده شد و در تحلیل نرم افزاری‎ ‎برای بالابردن دقت تحلیل ‏از روش ترکیبی برای مطالعه کمانش های ناحیه خمیری بعد از کمانش اولیه استفاده شد. به این ترتیب ابتدا نمونه ها تحت تحلیل کمانشی قرارگرفته و در ادامه از روش ‏تحلیل غیرخطی ریکس با در نظر گرفتن ناکاملی‎ ‎به صورت کلی و موضعی برای تحلیل نمونه ها استفاده شد. نتایج نشان داد که ستون های دارای خوردگی دچار کاهش ‏ظرفیت باربری و سختی شدند و تخریب کامل ناحیه آسیب دیده ظرفیت باربری را برای ستون با آسیب میانه به میزان 40% و برای ستون با آسیب نزدیک به تکیه گاه به ‏میزان 21% کاهش داد، که نشان دهنده بحرانی تر بودن آسیب در میانه ی ستون است. استفاده از الیاف کربنی توانست کاهش باربری را به میزان 33% جبران کند و تاثیر ‏مناسبی را در کنترل گسیختگی ها و کاهش تنش ها در محل آسیب دیده نشان داد.‏

    کلیدواژگان: مقاوم سازی، خوردگی، ستون فولادی، کمانش ستون، CFRP
  • محسن زاهدآقایی، منصور پرویزی*، سمیه سیروس پور صفحه 11

    هدف این پژوهش، بدست آوردن روشی است که تمام پارامترهای دینامیکی به راحتی و با روش های عددی به دست آورد و همچنین بتوان پس از اعمال هر ضربه، پارامترهای دینامیکی خاک را پیش بینی و با رسیدن به تعداد ضربه پیش بینی شده عملیات تراکم پایان پذیرد و مقدار مطلوب پارامتر دینامیکی موردنظر هم تامین شده باشد. در پژوهش حاضر، 4 نوع دستگاه ضربه زن با ابعاد متفاوت روی خاک ماسه ای با استفاده از نرم افزار آباکوس مدل سازی و با استفاده از روش سختی موج فعال شده پارامترهای دینامیکی مربوط به هر دستگاه برای ماسه سست استخراج شده و معلوم می گردد کدام دستگاه در چه موقعیتی دارای بیشترین بازده می باشد. با بدست آوردن حداکثر سرعت ذره با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود در هر یک از دستگاه های ضربه زن، فاصله ایمن برای هر دستگاه به ازای هر ضربه به دست آمد. نتایج حاکی از آن است که فاصله غیر ایمن دستگاه ضربه زن از محل اصابت ضربه با افزایش وزن ضربه زن افزایش یافته است. در این تحقیق دستگاه ضربه زن سبک با مشخصات وزن کوبه 875 کیلوگرم، ارتفاع سقوط 1متر، فاصله غیر ایمن افقی 80/3 متر، فاصله غیر ایمن عمودی30/2 متر، تعداد ضربه موردنیاز برای رسیدن به بیشینه ی سختی 5 ضربه و عمق بهبود یافته زیر پی 9/0 الی 2/1 متر بر روی خاک سست طراحی و مقدار خطای نسبی 5 درصد محاسبه شده است. عمق بهبود بدست آمده با استفاده از روش عددی با نتایج سانتریفیوژ در شتاب های 1g، 10g، 20g، 30g و نتایج صحرایی پرویزی و مریفاید، آلن، ماکسول و بریاد همخوانی دارد.

    کلیدواژگان: تراکم خاک، دستگاه ضربه زن، روش سختی موج فعال شده، فاصله غیر ایمن، عمق بهبود
  • محمدعلی محمدزاده*، محمدمحسن توفیق صفحه 12

    پودر شیشه یکی از پسماندهای جامد روزافزون در جهان است و از طرفی خاک رس معمولا نیازمند بهسازی جهت استفاده در پروژه های عمرانی می باشد. در تحقیق حاضر اصلاح پارامترهای مقاومتی خاک رس، توسط ژیوپلیمر ساخته شده با پایه پودر شیشه بازیافتی (RGP) مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور آزمایش های مقاومت تک محوری (UCS) و نسبت باربری کالیفرنیایی (CBR) بروی نمونه های اصلاح شده انجام شد. زمان عمل آوری، درصد وزنی استفاده RGP و غلظت ماده فعال کننده (M) از جمله متغیرهای مورد بررسی در پژوهش بودند.به منظور مقایسه، آزمایشها بروی نمونه های اصلاح شده با 10 درصد سیمان پرتلند نیز انجام گردید. نتایج افزایش ژیوپلیمر به نمونه های خاک نشان داد که میزان استفاده بهینه از RGP مقدار 9 درصد است. همچنین به غیر از نمونه های 0day در آزمایش CBR، سایر نمونه های UCS و CBR دارای مقدار بهینه غلظت ماده فعال کننده (NAOH) بودند که نشان دهنده تاثیر شرایط عمل آوری بر رفتار خاک اصلاح شده است. بررسی تصاویر عکس برداری الکترونی روبشی (SEM) حاکی ازتاثیر روش اصلاحی بر توده خاک بود. مقایسه تحلیلی آزمایش های UCS و CBR بیانگر رابطه ریاضی میان نتایج آزمایش های UCS و CBR-7day با همبستگی نسبی خوب بود که با توجه به شرایط نگهداری یکسان نمونه ها در 7 روز اول قابل انتظار بود. همبستگی اندکی در نتایج آزمایش های UCS و CBR-0day مشاهده شد که علت آن تفاوت شرایط عمل آوری دو آزمایش در 7 روز اول بود.

    کلیدواژگان: ژئوپلیمر، پودر شیشه بازیافتی، تثبیت خاک رس، نسبت باربری کالیفرنیایی، فعال سازی قلیایی
  • سونیا صادقی*، جمال محمدولی سامانی، حسین محمد ولی سامانی صفحه 13

    طراحی شبکه دفع آب های سطحی کاری پرهزینه است؛ بنابراین طراحی باید به نحوی انجام شود که هزینه آن حداقل گردد. این عمل نیازمند مدل سازی در قالب یک مسئله بهینه سازی است. طراحی سیستم مرتبط با سیلاب، با ریسک همراه است و لذا طرحی بهینه که هر دو جنبه هزینه اجرا و خسارت احتمالی در آینده را مدنظر قرار دهد. انتخاب دوره بازگشت بارش-رواناب در این مقاله بر اساس تحلیل ریسک صورت گرفته است. در این روش دوره بازگشتی انتخاب می شود که در آن مجموع هزینه های طرح و ریسک خسارت حداقل است. نرم افزار SWMM برای شبیه سازی هیدرولوژیکی-هیدرولیکی شبکه استفاده گردید. بهینه سازی شبکه با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام شد. متغیرهای تصمیم گیری شامل قطر و شیب لوله ها است. به منظور محاسبه هزینه خسارت ناشی از رواناب روابطی برای کاربری ها، زیرساخت ها، فضای سبز و ترافیک ارایه شد. صحت و دقت مدل شبیه سازی - بهینه سازی برای طراحی بهینه شبکه دفع آب های سطحی، با ارزیابی آن در شبکه محک تایید گردید. اجرای مدل مذکور در یکی از نواحی شهر تهران برای تعیین دوره بازگشت بهینه طراحی با رویکرد تحلیل ریسک انجام شد. نتایج نشان داد که دوره بازگشت بهینه که در آن مجموع هزینه های طراحی و هزینه ریسک خسارت حداقل باشد، دوره بازگشت 10 ساله با هزینه ریسک خسارت سالانه 68/508 میلیارد ریال ، هزینه طراحی سالانه 78/943 میلیارد ریال و هزینه کل 45/1452 میلیارد ریال است؛ بنابراین تلفیق الگوریتم ژنتیک و مدل SWMM و با در نظر گرفتن رویکرد طراحی مبتنی بر ریسک، مجموعه ای کارآمد است که قادر به طراحی بهینه شبکه دفع آب های سطحی است.

    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، مدل SWMM، تحلیل ریسک، خسارت رواناب، بهینه سازی
  • مجید قادری گرکانی*، شروین ملکی صفحه 14

    پدیده ی برش قالبی یک حالت حدی رایج حاکم بر مقاومت فلز پایه در اتصالات جوشی است. مطالعات اندکی پیرامون این حالت حدی در اتصالات جوشی انجام شده، ضمن اینکه چارچوب آیین نامه های فعلی جهت محاسبه مقاومت برش قالبی نیز اساسا برای اتصالات پیچی ارایه شده است. در مطالعات معدود انجام شده در این خصوص نیز، مشخصات مکانیکی فولاد مورد استفاده با فولاد رایج در ایران تفاوت داشته، ضمن اینکه مطالعه تحلیلی و عددی جامعی نیز صورت نگرفته است. در این پژوهش، ابتدا مدل عددی با استفاده از روش اجزا محدود و بهره گیری از مدلسازی «خرابی برای فلزات شکل پذیر» ساخته شده، سپس، فرضیات روش مدل سازی با مقایسه نتایج عددی و داده آزمایشگاهی موجود مورد صحت سنجی قرار گرفته است. در ادامه نمونه هایی از اتصال جوشی صفحه گاست مورد مطالعه قرار گرفته و توزیع کرنش و تنش و همچنین مسیر پارگی برش قالبی در آن ها بررسی شد. نتایج نشان داد که مکانیزم خرابی برش قالبی در اتصالات جوشی متفاوت با اتصالات پیچی می باشد؛ که وجود قید اضافی در برابر فرآیند باریک شدگی فلز پایه در مجاورت فلز جوش از عوامل اصلی این تفاوت می باشد. مطالعه قیاسی بین مقاومت اسمی پیش بینی شده توسط معادله AISC و ظرفیت های به دست آمده از تحلیل عددی نشان داد که این معادله به طور میانگین 36% محافظه کارانه است. بر این اساس، معادله جدیدی ارایه شد که مقاومت اسمی محاسبه شده توسط آن کمتر از 5% محافظه کارانه بوده، ضمن اینکه ضرایب افزایش بار و کاهش مقاومت نیز قابلیت اطمینان مورد نیاز در طراحی را ایجاد خواهد نمود.

    کلیدواژگان: برش قالبی، صفحه گاست، اتصالات جوشی، فلز پایه، تحلیل اجزاء محدود
  • علی شادپور، سید اصغر ارجمندی* صفحه 15

    در این پژوهش عملکرد لرزه ای قاب های دارای مهاربند همگرای ویژه بزرگ مقیاس با نسبت دهانه های متفاوت مورد بررسی قرار می گیرد؛ برای این منظور هشت سازه چهار و هشت طبقه با قاب مهاربندی همگرای ویژه به شکل محیطی و با پیکربندی ضربدری متعارف و ضربدری بزرگ مقیاس با نسبت دهانه های متفاوت، به صورت سه بعدی طراحی شدند، سپس یک قاب مهاربندی از آن ها به شکل دوبعدی با در نظر گرفتن آثار مرتبه دوم بخش ثقلی حذف شده از طریق ستون متکی، در OpenSees مدل سازی شد. نهایتا به منظور بررسی عملکرد لرزه ای سازه ها و انجام تحلیل دینامیکی فزاینده، 14 شتاب نگاشت حوزه دور از گسل با توجه به ویژگی های محل احداث بنا انتخاب شدند. بررسی نتایج تحلیل ها با توجه به گزارش NIST GCR 10-917-8 و دستورالعمل Hazus در شاخص حداکثر دریفت بین طبقات، مقایسه منحنی های شکنندگی و مقایسه پریود و وزن سازه ها، بیانگر این است که در قاب های مهاربندی همگرای ویژه در صورت مساوی بودن نسبت دهانه ها، مهاربند ضربدری بزرگ مقیاس عملکرد مناسب و صرفه اقتصادی دارد و در صورت متفاوت بودن نسبت دهانه ها، استفاده از مهاربند ضربدری بزرگ مقیاس عملکرد مناسب تری از مهاربند ضربدری متعارف داشته و از نظر اقتصادی هم بسیار به صرفه تر است. برای نمونه در سازه های هشت طبقه و در نسبت دهانه 5/1 وزن نمونه دارای مهاربند ضربدری بزرگ مقیاس، حدود 20 درصد کمتر از سازه مشابه با مهاربند ضربدری متعارف است. همچنین زمان تناوب قاب های با مهاربند ضربدری متعارف حدود 20 تا 30 درصد از سازه های با مهاربند بزرگ مقیاس بیشتر است که بیانگر سختی بسیار زیاد مهاربندهای بزرگ مقیاس می باشد.

    کلیدواژگان: تحلیل دینامیکی فزاینده، قاب مهاربندی همگرای ویژه، مهاربند بزرگ مقیاس، منحنی شکنندگی، زلزله حوزه دور از گسل
  • محمدرضا جلیلی قاضی زاده*، حمیده فلاحی، بابک امین نژاد، جعفر یزدی صفحه 16

    نشت یکی از چالش های اساسی در بهره برداری از شبکه های توزیع آب است. در این پژوهش با استفاده از شبکه ‎های عصبی مصنوعی پیش‎خور (Feedforward) به تعیین محل نشت ها در شبکه های توزیع آب پرداخته شده است. برای این منظور، دو سناریو در آموزش شبکه های عصبی در نظر گرفته شده است. در سناریو اول دو نشت همزمان با مقادیر برابر و در سناریو دوم دو نشت همزمان اما با مقادیر نابرابر در هر یک از دو گره شبکه قرار داده‎ شده است. داده های آموزش با استفاده از نرم افزار شبیه ساز هیدرولیکی EPANET2.0 در محیط MATLAB بدست ‎آمده است. در هر یک از دو سناریو، ابتدا شبکه های عصبی با استفاده از مقدار دبی کل لوله ها آموزش می بینند. سپس تحلیل حساسیت توسط شبکه های عصبی مصنوعی ترکیبی به ازای مقدار دبی درصدهای مختلف لوله ها انجام می شود. نتایج شبکه های عصبی ترکیبی پیشنهادی نشان می دهد که در سناریو اول با داشتن دبی %10 لوله ها موقعیت دو نشت همزمان با موفقیت قابل تعیین است. در سناریو دوم، مادامی که اختلاف مقدار دو نشت کمتر از %80 نشت بیشینه است (تا نسبت های 10 و 90 درصد) با داشتن دبی %10 لوله ها، موقعیت هر دو نشت با موفقیت تعیین می گردد. اما برای اختلاف های بیشتر، فقط محل نشت بزرگتر قابل تعیین است. علی رغم پیچیدگی های سناریوی دوم، شبکه های عصبی پیشنهادی نشت های بزرگتر را با موفقیت تشخیص می دهند.

    کلیدواژگان: نشت یابی، شبکه عصبی مصنوعی پیش&lrm، خور، دبی، EPANET2.0، شبکه &lrm، های توزیع آب
  • فریبرز ناطقی الهی*، سعید قشلاقی، مازیار فهیمی فرزام صفحه 17

    اخیرا بکارگیری راهکارهای افزایش مقاومت و میرایی سازه ها در برابر بارهای لرزه ای، با هدف افزایش ایمنی در برابر کاهش هزینه اجرا و نگهداری، مورد توجه محققین قرار گرفته است. از جمله مهم ترین این راهکار ها می توان به ترکیب قاب های فولادی به همراه میراگرهای ویسکوز اشاره نمود. همچنین در زمینه کنترل غیرفعال سازه ها، یکی از توانمندترین ابزارها، میراگرهای ویسکوز می باشند که در جهت جذب انرژی زلزله و اتلاف آن جهت کاهش پاسخ سازه مورد استفاده قرار می گیرند. لذا هدف این پژوهش تحلیل اثر این سیستم سازه ای بر پاسخ قاب های معیار SAC که در 3، 9 و 20 طبقه احداث شده اند، در مقابله با بارهای لرزه ای می باشد. برای بررسی این موضوع در این مطالعه ابتدا مدل عددی میراگر ویسکوز با استفاده از نرم افزار آباکوس ایجاد شده است. در ادامه، اثر اعمال شتاب گسل دور و نزدیک زلزله های امپریال ولی، لوماپریتا و نورثریج بر رفتار این سیستم سازه ای بطور جداگانه ارزیابی شده و نتایج شامل دریفت طبقات، ظرفیت باربری (به صورت برش پایه بیشینه) و جذب انرژی سازه (در دو حالت کار خارجی و انرژی کرنشی) مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج بطور میانگین برای سه سازه مورد بحث، بیانگر کاهش 200 درصدی دریفت، افزایش 30 درصدی ظرفیت باربری و افزایش 35 درصدی جذب انرژی سازه های فولادی معیار SAC پس از اعمال میراگر ویسکوز بوده است.

    کلیدواژگان: قاب فولادی SAC، میراگر ویسکوز، ظرفیت باربری، جذب انرژی، تحلیل تاریخچه زمانی
  • مهدی ایزدپناه*، عباس مرادی صفحه 18

    اگرچه در تحلیل و طراحی قاب های ساختمانی، معمولا از اثر میانقاب ها چشم پوشی می شود و این عناصر بعنوان اجزا غیرسازه ای در نظر گرفته می-شوند، میانقاب ها می تواند رفتار لرزه ای قاب های ساختمانی را تحت تاثیر قرار دهند. امروزه طراحی و ساخت سازه های نامنظم در حال افزایش است. نظر به اهمیت ضریب رفتار، در طراحی ساختمان ها و عدم تفکیک این ضریب برای قاب های ساختمانی منظم و نامنظم در استانداردهای لرزه ای، در این پژوهش، به بررسی اثر میانقاب بنایی روی ضریب رفتار قاب های خمشی بتن مسلح نامنظم در ارتفاع پرداخته شد. بدین منظور، قاب های 3،9،6و12 طبقه با انواع متفاوتی از نامنظمی در ارتفاع در نظر گرفته شدند. این قاب ها یکبار بدون میانقاب و باردیگر با پوشش تمام دهانه ها با میانقاب های بنایی مدل-سازی شدند و با استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA) تحت اثر14رکورد زلزله ، منحنی ظرفیت آنها استخراج شد و سپس ضریب رفتار این قاب-ها، محاسبه گردید. نتایج نشان داد که قاب های دارای میانقاب، ضریب رفتار بزرگ تر و عملکرد مطلوب تری در تحمل بارجانبی، نسبت به قاب های بدون میانقاب ارایه می کنند. همچنین نشان داده شد که نامنظمی در ارتفاع می تواند رفتار لرزه ای و ضریب رفتار قاب های خمشی بتن مسلح را تحت تاثیر قرار دهد. در ادامه، دو رابطه ی تقریبی برای محاسبه ی ضریب رفتار قاب های خمشی بتن مسلح با در نظر گرفتن اثر میانقاب و بدون لحاظ نمودن میانقاب ارایه گردید.

    کلیدواژگان: میانقاب، ضریب رفتار، بتن مسلح، قاب نامنظم در ارتفاع، تحلیل دینامیکی افزایشی
  • محمد ملکی*، سید محمد هاشم بطهائیان صفحه 19

    تاکنون تلاش های زیادی برای مدلسازی رفتار مکانیکی مصالح خاکی انجام شده است. فرض آنکه پیش بینی رفتار خمیری خاک در برخی از مسایل مهندسی ارتباط زیادی با زمان ساخت ندارد باعث مغفول ماندن بعد زمان در بسیاری از مدل های رفتاری در ژیوتکنیک شده است. این در حالی است که خرابی های ناشی از نشست و یا ناپایداری گودبرداری ها و بسیاری مسایل دیگر از این دست به دلیل رفتار خمیری تابع زمان در خاک ها ایجاد می شود. همچنین در برخی پدیده ها همانند انفجار، زلزله و یا تحکیم مسئله زمان به شکل ذاتی مطرح است. از این رو نصب مدل رفتاری تابع زمان در کدهای اجزاء محدود که بتواند رفتار تابع زمان سازه ها در مهندسی ژیوتکنیک را به طور مناسبی پیش بینی نماید دارای اهمیت زیادی است. در این پژوهش یک مدل رفتاری الاستوپلاستیک - ویسکوپلاستیک از طریق سابروتین UMAT در کد اجزا محدود ABAQUS نصب شده است. این مدل با در نظرگرفتن رفتار غیر خطی الاستوپلاستیک - ویسکوپلاستیک از طریق مکانیزم های سخت شوندگی سینماتیک و همسان بخش عمده ای از محدودیت های مدل های رفتاری که تا کنون در کد ABAQUS نصب شده اند را مرتفع می سازد. نتایج حاصل از اعتبارسنجی تحت مسیرهای آزمایگاهی مانند خزش و اثر نرخ حاکی از ظرفیت و قابلیت بالای مدل در پیش بینی رفتار تابع زمان خاک ها است.

    کلیدواژگان: مدل های رفتاری، الاستوپلاستیک - ویسکوپلاستیک، کد اجزا محدود ABAQUS، ویسکوزیته در خاک، سخت شوندگی سینماتیک
  • فاطمه برزگری بنادکوکی*، شروین فقیهی راد، محمدتقی دستورانی صفحه 20

    پایش رسوبات معلق نقش مهمی در شناخت رفتار رودخانه، شناسایی کانون‎های فرسایش و رسوب و مدیریت بهتر اراضی آبخیزها ایفا می کند. درحال حاضر به دلیل هزینه‎های بالای پایش مستمر رسوبات معلق، برنامه ریزی و مدل سازی جهت مهار فرسایش با چالش های جدی روبروست. هدف از این پژوهش، توسعه فناوری و ارزیابی دستگاه بازتاب نوری اندازه گیر رسوب معلق با سامانه توام چند منبع نوری همراه با مدل‎سازی هوش مصنوعی (MLP , SVR) می باشد. دستگاه مذکور پس از ساخت، طی مراحل مختلف آزمایشی در آزمایشگاه هیدرولیک موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو مورد بررسی قرارگرفت. بررسی عملکرد دستگاه طی دو مرحله واسنجی و صحت‎سنجی انجام شد. در فرایند بررسی، تعداد40 نمونه رسوب تولید و نمونه برداری شد که 70٪ آن‎ها برای آموزش دستگاه و 30٪ باقیمانده جهت صحت سنجی استفاده شد. از کدورت‎سنج مرجع و نمونه‎برداری دستی جهت آزمون درستی عملکرد دستگاه استفاده گردید. منحنی‎های ترسیم شده، بیان‎گر همبستگی بسیار خوب بین عدد نوری ثبت شده توسط دستگاه و غلظت رسوب معلق می‎باشد. به منظور ارتقاء نتایج پیش بینی دستگاه، از روش هوشمند مبتنی بر آمار رگرسیون ماشین بردار (SVR) و همچنین شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) استفاده گردید. در نهایت نتایج حاصله توسط شاخص های میانگین خطای مطلق (MAPE) ، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب ناش ساتکلیف (NSE) ، ضریب همبستگی (R) و ضریب تبیین (R2) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد مقادیر شاخص های ارزیابی برای مدل MLP بعنوان مدل بهینه، به ترتیب برابر با 023/0، 608/7، 997/0، 999/0 و 999/0 می باشد.

    کلیدواژگان: بازتاب نوری، شبکه عصبی پرسپترون چندلایه، کدورت سنج، رگرسیون بردار پشتیبان، هوش مصنوعی
|
  • Navid Siahpolo *, Seyed Abdonnabi Razavi, Hamid Beiraghi Page 1

    Several studies have been carried out to evaluate the impact of near-fault earthquake with fling-step motion effects. The obvious feature of such earthquakes is the existence of a pulse with a significant amplitude in the velocity accelerograms. In this article, in order to investigate the effect of pulse-type near-fault earthquakes on the elastic demands of steel moment frames, a 15stories was simulated. After verifying the modelling process, under the influence of 20 near-field and 2 far-field records were analysed. The relationship between effective cyclic energy, ECE, and the displacement, velocity and hysteretic curve of SDOF systems in near- and far-fault earthquakes was evaluated. Then, studying the energy of relative and absolute cumulative input energy with kinetic energy in one section and maximum inter-story drift for 4 different levels of nonlinear behaviours (R = 1.0, 2.0, 4.0, 6.0) in the other section, the effect of higher modes was evaluated. Studying the inter-story drift profile for two near-fault earthquakes, with and without accelerated pulses, indicates the formation of the maximum drift, IDRmax, in upper stories for low nonlinear degrees (R=1.0 and R=2.0) in Records with visible pulses that verify the participation of higher modes. However, in accelerated pulse-free records, in addition to intensifying the IDRmax in the upper stories, a large-scale demand is imposed in the lower stories. In other words, in the lower stories, the first mode is mainly involved in these records.

    Keywords: near-fault earthquake, Pulse-type effect, Fling-step motion, input energy, Higher Modes
  • Ali Saberi Vaezaneh *, Mahmood Naderi Page 2

    In the concrete repair industry, the adhesion between the repair layer and the concrete plays a decisive role in the successful composite performance of the repair layers. Due to the shrinkage and its effect on adhesion loss, in this paper the effect of polypropylene fibers on the adhesion between mortar/concrete has been investigated. A new "twist-off" test has been used to perform the experiments. In all experiments, the results of the "twist-off" test were compared with the results of the "pull-off" test. X-ray diffraction pattern and scanning electron microscopy tests were used to further analyze the results. Also, the effect of fibers on shrinkage and mechanical properties of mortars and its relationship on adhesion between mortar and concrete were investigated. In this regard, the tests of "twist-off" and "pull-off" were used in the laboratory and compared with the outputs of computer modeling. Also, by examining the correlation coefficient between the results of in-situ tests and laboratory tests, calibration diagrams were presented to convert the readings obtained from the "twist-off" and "pull-off" tests into the compressive strength of mortars. The results indicate that for the fibrous sample, the peak intensity of Ca (OH)2 or calcium hydroxide is reduced, resulting in the production of more hydrated calcium silicate or C-S-H gel, which results in improved final properties of the mortar and increased adhesion. Also, on average, the shear and tensile bond strength of 90 days obtained from "twist-off" and "pull-off" tests with the addition of fibers increased by 49.5% and 43.1%, respectively.

    Keywords: Twist-off&rdquo, &ldquo, Pull-off&rdquo, Adhesion, Mortar, Concrete
  • Amirhosein Karbasi *, Mahmoud Saffarzadeh Page 3

    Congestion is one of the problems that has bothered many countries in recent decades and has imposed huge costs on many countries. For this reason, many researchers are looking for ways to reduce congestion in transportation networks. On the other hand, it is predicted that the emergence of Automated Vehicles and Connected and Automated Vehicles can be effective in reducing congestion on the roads and increasing the capacity of the roads. For this reason, this study investigates the effect of Automated Vehicles and Connected and Automated Vehicles on the capacity of roads. In this study, a freeway network with the Merge section is used and the simulations are implemented using SUMO microscopic simulator software. In this study, to determine the driving behavior, the car following model for longitudinal movements and the lane changing model for lateral movements have been used. The Krauss car-following model and the LC2013 lane-changing model were used to determine driving behavior in this study. The simulation results show that Automated Vehicles can increase road capacity by up to 52% and Connected and Automated Vehicles can increase road capacity by up to 65%, which indicates the potential of these vehicles to increase capacity and reduce congestion. The results also show that these vehicles can have a significant impact on capacity when the presence of these vehicles on the road is significant.

    Keywords: Connected, Automated Vehicles, Microsimulation, capacity, Congestion, SUMO
  • Seyed Arya Fakhri *, Mohammad Saadatseresht, Masood Varshosaz, HAMZEH ZAKERI Page 4

    In order to establish a system for managing road pavement, it is mandatory to prepare information components based on various perspectives of pavement management. One of the most important information components in these systems is quality assessment regarding road pavement status. Apart from causing vehicle depreciation and damage, maintenance costs, and reducing the useful lifespan of the pavement structure, road pavement failures also lead to accidents and reduce road safety. Bearing in mind that the most important surface damages in road pavement are related to cracks with longitudinal, transverse, oblique, alligator and block types, and as such cracks and defect can be visually and non-destructively assessed and evaluated, imaging-based approaches and techniques can provide details such as the type of defect, its severity, extent, and location and prove to be highly useful. UAV has been proposed as a complementary approach aimed at providing information on defects caused by cracks in the country road pavement management system. According to the author, the output of UAV products will significantly improve if the system parameters are adjusted. Consequently, through presenting a procedure to investigate the optimal parameters in the design of a UAV network, further, attempts were made for the implementation of an automated algorithm based on image processing operations & classifier decision tree which is independent of scale and image dimensions. Hence, after removing the road edges and determining the asphalt area, a pixel detection operation was carried out to reveal the cracks. An accuracy of 96% was determined for the orthophotomosaic.

    Keywords: PMS, UAV, Image processing, Machine learning, Decision Tree
  • Nahmat Khodaie *, Aref Rahimi Page 5

    Increasing the population of large cities and lack of construction area have increased tall buildings. In the present article, the overturning moment and base shear due to the along-wind and earthquake loads have been compared for tall buildings. The buildings are assumed to be located in Tehran city on the type 2 soil and the structure is regarded as a vertical cantilever beam. The along-wind and earthquake loads are computed using the gust-loading-factor method and the linear spectral approach, respectively. First, an example of 120-m high building is presented and evaluated, and then, the effect of the height and aspect ratio parameters are examined in the ranges 80 and 200-m, and 5 to 10, respectively, for the two square and circular cross-sections. For the primary example, the earthquake overturning moment and base shear were dominated respectively by the first and second vibration modes. For the square and circular sections, the ratio of wind-induced overturning moment to the earthquake effect were 1.1 and 0.81 respectively. For the parametric study, the wind and seismic overturning moments were equal to each other at the specific values of the studied parameters, and the wind effects were dominant for the higher values of these parameters. For instance, for the square cross section, the equal point of overturning moment and base shear were respectively 110m and 175m. Finally, by increasing the height and aspect ratio the wind forces were dominant.

    Keywords: Tall Building, Along-wind response, Seismic Response, Overturning moment, Base Shear
  • Yousef Olfatmiri, Ebrahim Jabbari, Masoud Bahreinimotlagh *, Hossein Alizadeh, Amirhossein Hassanabadi Page 6

    Short-term forecasting of streamflow is one of the most important goals in water resources management and flood control. However, one of the problems that researchers always face in this type of prediction is the Lack of an accurate and high time resolution database. The Fluvial Acoustic Tomography (FAT) is an innovative method of data gathering which has both high accuracy and high-resolution time. Therefore, by using the data collected from this technology with a suitable forecast model, accurate short-term streamflow forecasting can be achieved. In this research, the effect of FAT data on short-term streamflow forecasting by Combinatorial GMDH Algorithm (CGA) has been investigated and compared with one obtained from the Rating Curve method. The k-fold cross-validation criterion has been used to prevent over-fitting. The results showed that the FAT data increases the accuracy of short-term forecasting. As an example, the Nash-Sutcliffe coefficient (ENS) for the 1, 6, 12, 24, 48, and 72 hours forecast were 0.98, 0.96, 0.94, 0.88, 0.73, and 0.54, respectively. While these values for the Rating Curve ones were 0.97, 0.84, 0.61, 0.27, 0.12, and 0.11, respectively.

    Keywords: GMDH Algorithm, short-term forecasting, Acoustic tomography, Rating Curve, algorithm
  • Arian Salmasi Page 7

    Water pumping stations usually use fixed speed pumps that have a good efficiency over a small range of pressure and flows. If different flows and pressures are required, unsuitable pump speeds will yield excessive energy losses. This imposes additional costs, especially on pressurized irrigation systems, which are constantly changing their irrigation needs, sometimes monthly. In pressurized water distribution systems, a constant speed pump is often used because of its simplicity. However, constant speed pipes are not easily able to deal with changing demands in water flows. When the demand for the discharge differs from the design discharge, the required demand (discharge and head) could be met by changing the pump speed without making any special changes in the system. Using an electronic drive circuit, the electrical frequency can be changed and the rotation speed of the pump motor can thus be modified. In this study, the application of variable speed pumps in pressurized irrigation systems is investigated. Two pumping station scenarios including a fixed speed pump and a variable speed pump are considered. The results show that using a variable speed pump increases the average pump efficiency by 18.7%. In addition, the variable speed pump system reduces the electrical consumption 57.6 % compared to a fixed speed pump. Therefore, the use of variable speed pumps in pressurized systems is recommended.

    Keywords: Pumping station, variable speed pump, pressurized pipe, EFFICIENCY, pump power
  • Esmaeil Mohammadi Dehcheshmeh, Vahid Broujerdian *, Gholamreza Ghodrati Amiri Page 8

    In this research, a method of probabilistic analysis of progressive collapse has been introduced based on the concept of fragility curves. In order to develop the fragility curves, the stiffness of two columns is considered as the random variable and the displacement at top of the removed columns is considered as the Damage Index (DI). Based on these measures, the fragility curves of a 4-story steel structure with Intermediate Moment Frame (IMF) system were developed. Six scenarios of progressive collapse were investigated including removal of corner, perimeter, and middle double-columns. The simulations were performed using OpenSees software. The structural analyses were performed using nonlinear time history approach in a three dimensional framework. The results showed that the IDA capacity curve of the lower stories is weaker than the upper stories. According to the results, at each considered DI and assumed performance level, damage to the removed double-columns occurs at more stiffness in the upper stories compared to the lower ones. The results showed that considering the floor slab can reduce the probability of fragility of structures. The effect of the floor on the lower stories of the structure is more than on the upper stories. The increasing effect of floor on the structural fragility corresponding to the first to fourth stories are 13, 9, 6, and 2%, respectively. The probability of exceedance of the performance levels of IO, LS and CP is almost zero until the reduction of the double-column stiffness is 50, 70 and 75%, respectively.

    Keywords: Progressive Collapse, Probabilistic analysis, nonlinear dynamic analysis, double-column-damage, intermediate moment frame
  • Ali Tavakoli Kashani *, Ali Mirhashemi, Saeideh Amirifar Page 9

    Considering the increase in intersection safety studies, the present study aims to review these studies using scientometric methods. To this aim, 744 articles related to intersection safety until April 1, 2020, were extracted from the Web of Science (WOS) research engine. In the current study, co-citation, co-author, and co-occurrence of words were presented with descriptive analysis methods using VOS viewer and Bibliometrix software, which provide a descriptive, social, and conceptual framework, respectively. Also, the growth and development of the publications, the most cited articles, the most influential authors, sources, institutions, and countries are analyzed. Results showed that according to the co-citation analysis, the conceptual structure of the intersection safety is divided into five main clusters: accident frequency, accident severity, safety performance measures, safety of vulnerable users, estimation of safety level, and intersection accident data analysis studies. Moreover, using conceptual analysis of keywords in intersection safety articles, topics related to cyclist safety, intelligent transportation systems, driver simulation, driver behavior, segment analysis, and road intersections were identified as high density and high centrality in studies. Topics such as empirical bayes, resource allocation, vehicle communication, automated safety analysis, countermeasures, old drivers, and intersections without traffic lights were identified as basic and transversal themes.

    Keywords: Intersection Safety, Bibliometrics, Review, Science mapping, Crash
  • Omid Yousefi, AmirAhmad Hedayat *, Kambiz Narmashiri, Ali Karbakhsh Page 10

    Steel structures are damaged for a variety of reasons including accidental loads, corrosion and reduced strength ‎which need to be repaired and improved. In this investigation, local corrosion was applied to the steel circular columns ‎and the effects of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) for ‎strengthening has been studied. 19 specimens of steel ‎Circular Hollow Section (CHS) column ‎with the same height and damage dimensions under compressive load were ‎analyzed by ABAQUS software which six cases of them were performed experimentally. In laboratory cases, ‎progressive corrosion was used to create damage on the specimens. In order to improve the accuracy of the analysis, a ‎combined ‎method was used to study the post-buckling of the plastic zone. For this purpose, the ‎specimens were first ‎subjected to elastic buckling analysis and then Riks non-linear analysis ‎with global and local imperfections was ‎conducted. The results showed that the corrosion ‎reduces the bearing capacity and rigidity of the steel columns‏ ‏and ‎complete destruction of the corroded area reduced the load bearing capacity by 40% for the column with corrosion at ‎the middle and by 21% for the damage close to the base, which shows the former is more critical. Strengthening of ‎columns retrofitted with carbon fibers restored ultimate load reduction by 33% and have a positive effect on ‎controlling fractures and reducing stresses at the damaged area. ‎

    Keywords: Strengthening, Corrosion, steel column, Column buckling, CFRP
  • Mohsen Zahed Aqae, Mansour Parvizi *, Somayeh Sirouspour Page 11

    The purpose of this study is to find a method for obtaining all soil dynamic parameters numerically. Moreover, it is intended to predict the dynamic parameters after each impact, and to obtain the predicted compaction as well as the desired dynamic parameters after a certain number of impacts. In the study, four hammers with different dimensions are modeled on sandy soil using ABAQUS. Additionally, the activated wave stiffness test is used to extract the dynamic parameters of each hammer for loose sand, and it is shown that which hammer under what conditions yields the highest efficiency. The peak particle velocity is obtained using the finite element technique for each hammer, and the results are used to determine the safe distance after each blow. The results indicate that the unsafe distance of compactor from the location of impact increases with the weight of the compactor. In the study, a hammer with a mass of 875 kg, falling through a distance of 1 m. horizontal safe distance of 3.80 m, and a vertical safe distance of 2.30 m is designed to deliver five blows to achieve the maximum stiffness with an improved depth under the foundation from 0.9 to 1.2 m in a loose soil and a relative error of 5% is obtained. The improvement depth obtained numerically is in good agreement with the experimental results of centrifuge tests at accelerations of 1, 10, 20, and 30 g as well as the field results of Parvizi and Merrifield, Allen, Maxwell and Briaud.

    Keywords: soil compaction, compactor, activated wave stiffness test, unsafe distance, improved depth
  • MohammadAli Mohammadzadeh *, MohammadMohsen Toufigh Page 12

    Glass powder is one of the increasing solid wastes in the world and clay usually needs improvement for use in construction projects. In the present study, the modification of the toughness parameters of fine-grained soils was studied by a geopolymer based on recycled glass powder (RGP). For this purpose, uniaxial strength (UCS) and California bearing ratio (CBR) tests were performed on the modified specimens. Processing time, weight percentage of RGP use and activator concentration (M) were among the variables studied in the study. For comparison, experiments were performed on samples modified with 10% Portland cement. The results of increasing the geopolymer to soil samples showed that the optimal use of RGP is 9%. Also, except for the 0day samples in the CBR experiment, other UCS and CBR samples had the optimal amount of activator concentration (NAOH), which indicates the effect of processing conditions on the behavior of the modified soil. Examination of scanning electron imaging (SEM) images showed the effect of the correction method on soil mass. Analytical comparison of UCS and CBR experiments showed a mathematical relationship between the results of UCS and CBR-7day experiments with a good relative correlation that was expected due to the same storage conditions of the samples in the first 7 days. A slight correlation was observed in the results of UCS and CBR-0day tests due to the difference in processing conditions of the two tests in the first 7 days.

    Keywords: Geopolymer, Recycled glass powder, Clay stabilization, CBR, alkaline activator
  • Sonia Sadeghi *, Jamal Samani, Hossein Samani Page 13

    The design of an urban storm sewer network is a costly task. Therefore, the design should be done so that the total cost becomes minimal. This requires modeling the problem in an optimization form. Floods are stochastic. Designing such a system is associated with risk. Thus, a project is optimal when both design costs and potential future risks are incorporated. This means that the selection of rainfall-runoff return period has to be based on risk analysis. SWMM software was used to handle hydraulic network simulation and the Network optimization was performed using a genetic algorithm in which the decision variables were the diameter and slope of the pipes. To calculate the cost of runoff damage, relationships for land uses, infrastructure and traffic, were provided. The accuracy of the simulation- optimization model seeking the optimal design of the storm sewer network was approved by a benchmark network evaluation. The developed model was implemented in a region of Tehran city to determine the optimal design return period with a risk analysis approach. The results showed that the 10-year return period with is the optimal return period with an annual damage risk cost of 508.68 billion rials, an annual design cost of 943.78 billion rials and a total cost of 1452.45 billion rials. Therefore, the developed method in which the genetic algorithm and SWMM model are combined in addition to the risk-based design approach is an effective tool for the optimal design of storm sewer networks.

    Keywords: genetic algorithm, SWMM Model, Risk analysis, Runoff Damage, optimization
  • Majid Ghaderi-Garekani *, Shervin Maleki Page 14

    The block shear failure is a common limit state that governs the base metal strength in welded connections. The framework for block shear strength prediction adopted by current design specifications is originally based on research results on bolted joints. Also, in the past few studies conducted on welded connections, the mechanical properties of the steel used are distinct from the commonly applied steel in Iran. In this paper, first, a nonlinear finite element model with ductile damage capability was developed and validated against available test results on welded gusset plate connections. Then, a parametric study was performed on connection length, connection width, welding configuration, and gusset plate thickness, in which, the strain and stress distribution, as well as the block shear rupture path, were investigated. The results showed that the mechanics of block shear failure in welded connections is different from bolted ones for reasons like stress triaxiality development in tensile failure plane due to the existence of additional constraint against necking of base metal fibers adjacent to the weld. Evaluation of existing block shear strength equations revealed that the AISC block shear design equations provide so conservative capacities, on average 36%, for welded connections. Accordingly, a new block shear strength equation was developed, such that, the predicted nominal block shear strengths are on average about 5% on the conservative side, however, Using the LRFD load and resistance factors in the design along with this equation, the safety needed for this limit state is ensured.

    Keywords: Block shear, Gusset Plate, welded connection, base metal strength, Finite element analysis
  • Ali Shadpour, Seyyed Asghar Arjmandi * Page 15

    In this study the seismic performance of special concentrically mega braced frames with different spans ratio is investigated; For this purpose, eight configurations of four and eight-story structures with special concentrically braced frame were designed in three dimensions, with conventional X and mega brace configurations with different spans ratio, then a braced frame of them was modeled in OpenSees in two dimensions, taking into account the second-order effects of the removed gravitational section, through a leaning column. Finally, in order to investigate the seismic performance of structures and perform incremental dynamic analysis, 14 far field earthquakes were selected according to the characteristics of the construction site. Evaluation of analysis results according to NIST GCR 10-917-8 report and Hazus Technical Manual in maximum inter story drift ratio, comparison of fragility curves and comparison of period and weight of structures, indicates that in special concentrically mega braced frames, if the spans are equal, mega braces has a suitable and economical performance, and if the ratio of spans is different, the use of mega braces has a better performance than conventional X braces and is much more economical. For example, in eight-story structures with an span ratio of 1.5, the weight of the structure with mega brace is about 20% less than the similar structure with conventional X brace. Also, the main period of frames with conventional X braces is about 20 to 30% longer than structures with mega braces, which indicates the higher stiffness of mega braces.

    Keywords: Incremental dynamic analysis, Special concentrically braced frame, Mega brace, Fragility curve, Far field earthquake
  • Mohammadreza Jalili Ghazizadeh *, Hamideh Fallahi, Babak Aminnejad, Jafar Yazdi Page 16

    The leakage is one of the main challenges in the operation of water distribution networks. In the present study, leakage location is detected using Feedforward Artificial Neural Networks (ANNs). For this purpose, two scenarios are considered for training the ANNs. In the first scenario, two simultaneous leakages with equal values, and in the second scenario, two simultaneous leakages but with unequal values are applied to every pair of network node. The training data are analyzed by EPANET2.0 hydraulic simulation software linked with the MATLAB programming language. In both scenarios, first, ANNs are trained using flow rates of total pipes number. Then, sensitivity analysis is performed by Hybrid ANNs for the flow rates of different percent of pipes number. The results of the proposed Hybrid ANNs indicate that in the first scenario, by having the flow rates of 10% of the total pipes, the locations of two simultaneous leakages are successfully determined. However, for the second scenario, while the difference between the two leakages is less than 80% of the maximum leakage (up to ratio value of 10 and 90 % leakages), by having the flow rates of 10% of the total pipes, the locations of the two leakages are still successfully determined. But for larger differences, only the location of the bigger leakage can be detected. Despite the complexities of the second scenario, the proposed ANNs could successfully detect the location of the bigger leakage.

    Keywords: Leakage detection, Feedforward artificial neural network, discharge, EPANET2.0, Water distribution networks
  • Fariborz Nateghi-A *, Saeid Gheshlaghi, Mazyar Fahimi Farzam Page 17

    Recently, the use of strategies to increase the strength and damping of structures against seismic loads, with the aim of increasing safety against reducing maintenance and maintenance costs, has been considered by researchers. Therefore, the purpose of this study is to analyze the effect of this structural system on the response ‎of SAC standard structures that have been constructed in 3, 9 and 20 floors, against seismic loads.‎ To investigate this issue, in this study, a numerical model of viscous damper was first created using ‎Abaqus software.‎ Then, the effect of near and near fault ground motions of Imperial Vali, Loma Prieta, and Northridge ‎earthquakes on the behavior of this structural system was evaluated separately.‎ The results, including floor drift, bearing capacity (as maximum base shear), and structural energy ‎absorption (in the two modes of external work and strain energy), were discussed.‎ On average for the three structures under study, the results indicate a 200% reduction in drift, a 30% ‎increase in load-bearing capacity, and a 35% increase in energy absorption of SAC standard steel ‎structures after the application of a viscous damper‏.

    Keywords: SAC steel frame, Viscous damper, Bearing Capacity, Energy Absorption, time history analysis
  • Mehdi Izadpanah *, Abas Moradi Page 18

    Although infill panels are considered as non-structural elements in analysis and design process of building frames, these members may significantly affect the seismic performance of the frames. Nowadays, tendency to design and construct the irregular buildings has increased. Behavior factor plays an important role in the seismic design of buildings. Seismic codes usually present the same Behavior factor for the regular and irregular lateral load-carrying systems. In this investigation, the influence of masonry infill walls on the behavior factor of the vertically irregular moment resisting reinforced concrete frames was evaluated. To do so, 3-, 6-, 9- and 12-story moment resisting reinforced concrete frames with various types of vertical irregularities were considered. These frames were assessed with/without considering the influence of infill walls. The capacity curves of the frames were derived using incremental dynamic analysis using 14 acceleration ground motions and then the behaviour factors were achieved. Outcomes demonstrated that infilled frames present higher response modification factors and more efficiently performance in lateral load-carrying rather than bare frames. Furthermore, it was shown that vertical irregularity affects the seismic responses and the behavior factor of moment resisting reinforced concrete frames. Eventually, two approximate relations were developed to acquire the response modification factors of bare- and infilled- vertically irregular moment resisting reinforced concrete frames.

    Keywords: Infill panel, behavior factor, Reinforced concrete, vertically irregular frame, Incremental dynamic analysis
  • Mohammd Maleki *, Seyed Mohamad Hashem Bathayian Page 19

    Many attemps have been made to model the mechanical behavior of soil materials. The assumption that predicting soil plastic behavior in some engineering problems don’t present a significant relation with construction time, has led to the neglect of the time effect in many constitutive models in geotechnical engineering. However, damage due to settlement or instability of excavations and many other such problems are caused by time dependent plasticity behavior of soil. Also in some phenomena such as explosion, earthquake or consolidation, the issue of time is inherently raised. Therefore, it is important to install a time dependent constitutive model in finite element codes that can properly predict the time dependent behavior of structures in geotechnical engineering. In this study, an elastoplastic-viscoplastic constitutive model via UMAT subroutine was installed in the ABAQUS finite element code. By considering the nonlinear elastoplastic-viscoplastic behavior with mixed (kinematic and isotropic) hardening mechanisms, this model removes most of the limitations of the constitutive models already installed in the ABAQUS code. The results of validation under laboratory paths such as creep, relaxation and rate effect indicate the high capacity and capability of the model in predicting the time - dependent behavior of soil.

    Keywords: Constitutive models, Elastoplastic &ndash, Viscoplastic, Abaqus, Soil viscosity, Kinematic Hardening
  • Fatemeh Barzagari *, Shervin Faghihi Rad, MohammadTaghi Dastorani Page 20

    The aim of this research is to construct and validate an optical sensor with a multi-beam ratio technology and artificial intelligence-based modelling (MLP & SVR) for suspended sediment measuring. After implementation of the new technology, the performance of the device was evaluated in two stages including calibration and validation. To attain this, various experimental tests carried out in the hydraulic laboratory of Water Research Institute of the Ministry of Energy. Reference turbidity meter and total suspended solids (TSS) were used to test the performance of the OBS technology. In calibration stage, 70% of TSS data were used and the remaining 30% of data were used to validate optical technology. The plotted calibration curves show a very good correlation between the optical voltage recorded by the sensors and the suspended sediment concentration. Also, SVR & MLP models were employed to improv results of suspended load prediction. The performance of optical device and also optical device with intelligence models were evaluated through four statistical indices namely, Mean Absolute Percentage Error (MAPE), Root mean square Error (RMSE), Nash–Sutcliffe coefficient (NSE), correlation coefficient (R) and coefficient of determination (R2). The results of this stage showed that the intelligence modelling could result in improvements of suspended load reported by optical technology. The best improvements obtained by MLP-optical technology. The results showed that values of validation indicators for MLP model are equal to 0.023, 7.608, 0.99, 0.99 and 0.99 respectively, which indicates the proper performance of the technology.

    Keywords: Artificial Intelligence, Multi-Layer Perceptron Neural Network, Optical Back Scatter, Turbidity Meter, Support Vector Regression