فهرست مطالب

مهندسی عمران - سال پنجاه و پنجم شماره 3 (خرداد 1402)

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و پنجم شماره 3 (خرداد 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • افسانه شهبازی*، الهام دال صفحات 493-504
    در این پژوهش نقاط کوانتومی کربنی (CQDs) زیست سازگار به صورت تک مرحله ای به روش هیدروترمال از پوست گردو به عنوان منبع کربنی تهیه شده است. اندازه ذرات، شیمی سطح و ساختار کریستالی نقاط کوانتومی کربنی با استفاده از آنالیزهای FTIR, DLS وXRD و ویژگی های نوری ماده با استفاده از آنالیزهای جذبی و فلورسانسی بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که نقاط کوانتومی کربن سنتز شده از توزیع اندازه ذرات مناسبی برخوردار بوده و میانگین اندازه ذرات 5.7±2.5 بوده است. همچنین اثر دما برکربونیزاسیون اولیه بررسی شدکه با افزایش دمای کوره پیرولیز درصد کربن نیز افزایش پیدا میکند که درصد کربن در دمای 150درجه 46 درصد وزنی و در دمای 450 درجه 83 درصد وزنی بوده است. البته تفاوت وزنی کربن تولیدی بین دماهای 350 و 450 درجه بسیار اندک است و با درنظر گرفتن افزایش 100درجه ایی دما، دمای 350 درجه به عنوان دمای مناسب برای کربونیزاسیون اولیه پوسته گردو در نظر گرفته شد. نتایج اسپکتروم جذبی و فلورسانسی نشان داده که در طول موج 238 یک پیک جذبی از نمونه مشاهده می شود و نمونه نشرفلورسانی مطلوبی در طول موج402 نانومتر از خود نشان میدهد. با توجه به نتیجه ی طیف FT-IRبررسی شده سطح کوانتوم داتهای کربنی از گروه های عاملی آبدوستی همچون گروه های هیدروکسیل، کربونیل وآمین پوشیده شده است و بر همین اساس انتظار میرود نانو ذرات سنتز شده پراکندگی بالایی در آب نشان دهند.
    کلیدواژگان: نقاط کوانتومی کربن، سنتز، پوست گردو، هیدروترمال، کربونیزاسیون
  • آرمان احمدی*، محمد عالم باقری صفحات 505-530
    برج های آبگیر ورودی سرریز مخزن یا سیستم انحراف را تشکیل می دهند و در نتیجه نقش کلیدی در مقاومت لرزه ای سیستم کلی را بازی می کنند. ایمنی و عملکرد مناسب برج های آبگیر در صورت وقوع یک زلزله بزرگ بسیار مهم است، زیرا رهایی کنترل شده آب مخزن می تواند از شکست سد پس از زمین لرزه با کاهش فشار آب جلوگیری کند. علاوه بر این ارزیابی عملکرد براساس مدل الاستیک خطی، نمی تواند با دقت ظرفیت لرزه ای برج های آبگیر را توصیف کند. از این رو برای بررسی عملکرد مناسب برج های آبگیر در صورت وقوع یک زلزله ضروری است که IDA ارایه شود تا به طور کامل عملکرد لرزه ای برج های آبگیر براساس تجزیه و تحلیل دینامیکی غیرخطی تعیین شود. در این مقاله با مدل سازی برج آبگیر سد بریونز، برج آبگیر در سه حالت برج آبگیرتنها، برج آبگیر-مخزن (آب بیرونی) و برج آبگیر-مخزن-آب داخل، تحت اثر 12 رکورد زلزله که هر یک به هفت سطح از شدت زلزله مقیاس گشت، بررسی شده است. جابجایی بالای برج آبگیر، خرابی بدنه برج آبگیر و ماکزیمم تنش کششی میلگردهای درون برج آبگیر در هر سه حالت به عنوان پارامتر آسیب (DM) مورد بررسی قرار گرفت و نتایج در قالب منحنی های IDA گزارش شد. سپس بر اساس نتایج، حالات حدی سطوح مختلف (نقاط کلیدی) عملکرد سازه برج آبگیر مشخص شد.
    کلیدواژگان: برج آبگیر، عملکرد لرزه ای، ظرفیت لرزه ای، تحلیل دینامیکی افزایشی، رفتار غیرخطی
  • محسن جعفری ندوشن*، علی اکبر رمضانیان پور صفحات 531-554
    با توجه به سابقه موفق بکارگیری ملاتهای قلیافعال در برخی کشورها در سالهای اخیر و تحقیقات محدود صورت گرفته بر روی دوام این مصالح، در این مقاله به بررسی خصوصیات نفوذپذیری و دوام در برابر نفوذ یونهای کلراید پرداخته شده است. به منظور بررسی خواص مکانیکی و نفوذپذیری ملاتهای قلیافعال حاوی سرباره کوره آهنگدازی و پوزولان طبیعی پومیس در مطالعات آزمایشگاهی از آزمایشهایی مانند کارایی، مقاومت فشاری، جذب آب مویینه، جذب آب حجمی، نفوذ یونهای کلراید در محیط واقعی خلیج فارس و تخلخل سنجی به روش تزریق جیوه بهره گرفته شده است.نتایج بدست آمده نشان می دهد که مقاومت فشاری آزمونه های ملات قلیافعال حاوی هیدروکسیدپتاسیم در مقایسه با مقاومت فشاری آزمونه های حاوی هیدروکسیدسدیم کمی بیشتر بوده است. ضمنا استفاده از 10 درصد پومیس بجای سرباره باعث افزایش مقاومت فشاری ملات قلیافعال شده است. همچنین مقاومت فشاری 91 روزه آزمونه های ملات سرباره قلیافعال عمل آوری شده در آب، 48.4 درصد بیشتر از آزمونه های عمل آوری شده در هوا بوده است. بطور کلی ضریب انتشار یونهای کلراید در ملات های قلیافعال کمتر از ضریب انتشار یونهای کلراید در ملات سیمان پرتلندی شاهد بوده که این موضوع بدلیل وجود حفرات کمتر در ملاتهای قلیافعال و ساختار متراکم تر ملاتهای قلیافعال در مقایسه با ملات سیمان پرتلندی شاهد بوده است. همچنین ملات قلیافعال حاوی 90 درصد سرباره و 10 درصد پومیس کمترین و ملات سیمان پرتلندی بیشترین ضریب انتشار یونهای کلراید را از خود نشان داده اند که نتایج ضریب جذب آب مویینگی نیز موید این موضوع بوده است.
    کلیدواژگان: قلیافعال، سرباره، پومیس، نفوذ یونهای کلراید، تخلخل سنجی
  • حمید توانایی فر، امیرهوشنگ اخویسی* صفحات 555-582

    در این مقاله یک آزمایش نیمه مخرب که قابلیت استخراج از سازه با ایجاد حداقل دستخوردگی را دارد، معرفی می گردد، این آزمایش که معروف به تست برزیلی (شکافت) است، در کار حاضر برای بنایی های با ملات ماسه و سیمان استفاده شده و می توان بوسیله استخراج مغزه-های دارای یک بند ملات، و اجرای تست برزیلی تحت زوایای مختلف ملات نسبت به راستای اصلی، پارامترهای مقاومتی بنایی را (c و φ) به سادگی استخراج کرد. این تست را می توان جایگزین مناسبی برای سایر تست های نیمه مخرب خصوصا تست برش ملات به شمار آورد. تست اخیر نواقصی دارد که عمده آن وجود عدم لحاظ اثر اتساع در ملات است که موجب تشدید تنش عمودی موجود بر روی آجر مورد آزمایش شده و در نتیجه مقادیر پارامترهای مقاومتی را بیشتر از مقدار واقعی، برآورد می کند. در ادامه یک ریزمدل پیوسته سه بعدی جهت پیش بینی رفتار بنایی غیرمسلح در فشار، ارایه می گردد. با توجه به تفاوت در مدول الاستیسیته، ضریب پواسون و ضخامت دو مصالح آجر و ملات در بنایی، تلاش های متعددی برای شبیه سازی رفتار فشاری بنایی با استفاده از مدل های مختلف با اهداف و نتایج متفاوت انجام شده است. برای بررسی این رفتار که تحت تاثیر اندرکنش واحدها و ملات است، مدل های دوبعدی قادر به لحاظ محصورشدگی سه محوره ملات نیستند. از طرفی مدل های سه بعدی موجود به سادگی قادر به کنترل اثر اتساع بصورت صریح و لحاظ محصورشدگی سه محوره نمی باشند. مدل ارایه شده بر مبنای مفهوم ریزصفحه(چندصفحه) است و برای مدل سازی شکست در سازه بنایی در اثر فشار توسعه می یابد.

    کلیدواژگان: آزمایش مغزه، ریزمدل سازی، مدل چندصفحه ای، ملات محصور شده، اثر اتساع
  • محمدرضا صبوری*، محمد صادقی صفحات 583-602
    برخلاف مزایای قابل توجه بازیافت سرد روسازی های آسفالتی، به دلیل ضعف های عملکردی، استفاده از آن چندان متداول نیست. در این پژوهش، اثر الیاف پلی پروپیلن و همچنین اثر هم زمان الیاف پلی پروپیلن و سیمان در بهبود خصوصیات عملکردی مخلوط های بازیافتی سرد امولسیونی تحقیق شده است. بدین منظور، مخلوط های بازیافتی سرد با استفاده از الیاف پلی پروپیلن در دو طول و سه مقدار مختلف تسلیح شده و آزمایش های مقاومت کششی غیرمستقیم، شاخص تحمل ترک و خمش تیرچه ی نیم دایره ای برای یافتن طول و مقدار بهینه ی الیاف و نیز بررسی عملکرد مخلوط های الیافی انجام شد. همچنین اثر هم زمان الیاف (در درصد و طول بهینه) و سیمان بررسی شد. نتایج نشانگر آن است که اگرچه استفاده از الیاف پلی پروپیلن، مقاومت تر را در بدترین حالت تا 54 درصد کاهش می دهد، در بهترین حالت مقاومت خشک را تا 39 درصد افزایش می دهد. نتایج همچنین نشانگر امکان افزایش قابل ملاحظه ی شاخص های شکست در آزمایش های IDEAL-CT و SCB با استفاده از الیاف پلی پروپیلن است. مقادیر شاخص های تحمل ترک و شاخص انعطاف پذیری برای مخلوط های دارای الیاف بهینه به ترتیب 5/3 و 8/2 برابر بزرگتر از مقادیر مخلوط کنترل پایه بود. همچنین مشاهده شد که استفاده ی هم زمان از الیاف و سیمان توانایی حفظ و ارتقای اثرات مثبت سیمان و جبران کاهش شاخص های شکست ناشی از افزودن سیمان را دارد و در عین حال حساسیت رطوبتی متاثر از الیاف را برطرف می کند. نتایج نشانگر این است که استفاده ی هم زمان از الیاف و سیمان می تواند به رویکردی اقتصادی جهت کاهش مقدار امولسیون بهینه و در عین حال ارتقای خصوصیات عملکردی مخلوط بازیافتی سرد منجر شود.
    کلیدواژگان: بازیافت سرد، الیاف، قیر امولسیون، پلی پروپیلن، سیمان
  • نوید باقریان مرندی، مهدی روانشادنیا*، محمدرضا اکبرزاده توتونچی صفحات 603-618

    قانون مدنی ایران برداشتی از قانون مدنی مصر است که این قانون نیز خود از قانون مدنی فرانسه و فقه اسلام استخراج شده است، سال ها است که در تنظیم قراردادهای پروژه های بزرگ ساخت در کشور ایران از شرایط عمومی پیمان استاندارد منتشر شده توسط فدراسیون بین المللی مهندسان مشاور(فیدیک) که بر مبنای حقوق عرفی یا سابقه قضایی (کامن لا) استوار است، استفاده می شود. این در حالی است که این نوع قراردادها در سیستمی که مبنای تصمیم گیری مراجع قضایی در آن قانون مدنی ایران است، با چالش های جدی مواجه هستند. بنابراین ضروری است ذی نفعان فعال در پروژه های ساخت ایران با تداخلات رویکرد فیدیک در مقابل قانون زمینه مدنی اطلاع کافی داشته باشند. در این مقاله با مقایسه تطبیقی آیین مدنی مصر و ایران (به عنوان دو کشور با سیستم قانونی برگرفته از اسلام) با شرایط عمومی پیمان فیدیک به تداخلات رویکرد رسیدگی قضایی در دو نظام حقوقی مختلف پرداخته شده است. نتیجه این مطالعات ارایه چند پیشنهاد در قانون مدنی ایران و کتاب قرمز فیدیک 1999 (فیدیک ساخت) در خصوص ماده فسخ قرارداد به مصلحت، گردیده است. از آنجایی که در اختلافات قراردادهای ساخت بیشتر به ماده فسخ قرارداد در دادگاه ها و مراجع داوری استناد شده است، می توان این انتظار را داشت که پیمانکاران با درک بهتر ماده فسخ به مصلحت کارفرما در قراردادهای خود از بروز اختلافات در این زمینه پیشگیری کنند، بعلاوه، این مطالعه برای سایر کشورهای خاورمیانه مفید است زیرا بیشتر آنها از قلمروهای قانون مدنی پیروی می کنند.

    کلیدواژگان: فسخ قرارداد به مصلحت کارفرما، قرارداد های ساخت فیدیک، شرایط عمومی پیمان پروژه های ساخت، قوانین عرفی، قوانین مدنی
  • هادی بهادری*، قلی اسدزاده خوشه مهر صفحات 619-640

    روانگرایی یکی از مخرب ترین پدیده های ژیوتکنیکی می باشد که باعث ایجاد خسارت سنگین به سازه ها و شریان های حیاتی می شود. شناخت درست از پاسخ دینامیکی ساختگاه بهسازی شده با روش های نوین و مقایسه آن با حالت بهسازی نشده می تواند توانایی مهندسان برای انتخاب روش بهسازی مناسب و مختص هر ساختگاه را ارتقا دهد. قبل از احداث سازه ها بر روی زمین مستعد روانگرایی، ضرورت بهسازی ساختگاه و برطرف کردن مشکل ژیوتکنیکی دارای اهمیت می باشد. از جمله روش های نوین بهسازی می توان به استفاده از ستون های اختلاط عمیق و ستون های شنی اشاره کرد. در این مطالعه نتایج یک سری آزمایش های میزلرزه در محیط g1 توسط جعبه انعطاف پذیر بر روی فونداسیون مستقر در سطح زمین قابل روانگرا و مسلح شده با دو نوع تکنیک ستون های اختلاط عمیق و ستون های شنی مورد بررسی قرار گرفته است. پاسخ های دینامیکی سیستم زمین مسلح شده و فونداسیون در ضخامت های مختلف لایه روانگرا و به علاوه فرکانس حرکت ورودی متفاوت در قالب رفتار تنش-کرنش، تغییرات مدول برشی سکانتی، اضافه فشار آب حفره ای و کرنش برشی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که ضخامت لایه روانگرا بر پاسخ های دینامیکی خاک از جمله رفتار تنش-کرنش خاک و پارامتر مدول برشی سکانتی تاثیر قابل تاملی می گذارد. با افزایش ضخامت لایه روانگرا مقادیر مدول برشی و کرنش برشی توده بهسازی شده به ترتیب کاهش و افزایش پیدا می کند. همچنین عملکرد دینامیکی ستون های اختلاط عمیق در لایه های ضخیم در مقایسه با ستونهای شنی مناسب تر می باشد، در عین حال در ضخامت های کمتر رفتار دینامیکی ستون های شنی به ستون های اختلاط عمیق نزدیک تر می شود.

    کلیدواژگان: ستون اختلاط عمیق، ستون شنی، ضخامت لایه روانگرا، فرکانس و دامنه حرکت ورودی، مدول برشی سکانتی
  • علی صرافی، سید مهدی زهرایی*، امیرمحمد رمضانیان پور صفحات 641-664

    بتن غلتکی کم سیمان یکی از انواع بتن های خاص است که به جهت کاهش حرارت ناشی از واکنش هیدراتاسیون، مقدار سیمان در نسبت مخلوط آن کم است. این موضوع باعث افزایش نفوذپذیری بتن غلتکی نسبت به بتن معمولی می شود. افزایش نفوذپذیری نیز ورود یون های مخرب به بدنه بتنی سازه های حجیم و در نهایت عدم پایداری این سازه ها را به دنبال دارد. مواد مکمل سیمان مانند زیولیت می توانند نفوذپذیری را کاهش دهند، از این رو در تحقیق حاضر، تاثیر جایگزینی بخشی از سیمان با زیولیت بر خصوصیات دوام و مکانیکی بتن غلتکی بررسی شده است. ابتدا آنالیز شیمیایی و واکنش پوزولانی زیولیت بررسی شدند. سپس به منظور ارزیابی تاثیر زیولیت بر خواص بتن، نمونه های بتن غلتکی در چهار نسبت مخلوط با درصدهای جایگزینی 0%، 15%، 30% و 40% سیمان با زیولیت ساخته شدند و تحت آزمایش های مقاومت فشاری، عمق نفوذ آب، جذب آب، نفوذ تسریع شده یون کلراید (RCPT)، مقاومت الکتریکی، سرعت پالس اولتراسونیک (UPV) قرار گرفتند. کارایی مخلوط های بتن غلتکی نیز از طریق آزمایش میز وی بی تعیین شد. نتایج نشان دادند که بر طبق آزمایش های RCPT، عمق نفوذ آب و مقاومت الکتریکی، جایگزینی 15% وزن سیمان با زیولیت باعث کاهش نفوذپذیری و بهبود چشمگیر خصوصیات دوامی می شود. همچنین افزایش درصد زیولیت، مقاومت فشاری نمونه ها را کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: زئولیت، بتن غلتکی، خصوصیات دوامی، خصوصیات مکانیکی، کارایی
  • محسن صادقیان، اکبر اسفندیاری*، منوچهر فدوی صفحات 665-680

    در این مقاله، روشی نوآورانه جهت بروز رسانی مدل المان محدود مبتنی بر حساسیت ضرایب تبدیل موجک تابع همبستگی نسبت به پارامترهای سازه ای، جهت شناسایی آسیب ارایه شده است. حساسیت شبه خطی ضرایب موجک تابع همبستگی براساس پارامترهای سازه ای، باتوجه به پاسخ های سازه ای اندازه گیری شده ناقص، ارزیابی شده است. معادله حساسیت پیشنهادی براساس تبدیل موجک تابع همبستگی در مقایسه با تابع تبدیل موجک پاسخ سازه، نسبت به تغییرات محلی سازه، حساسیت بیشتری دارد. ضرایب تبدیل موجک به دست آمده در محدوده فرکانس-های طبیعی و همچنین در مجاورت رزونانس ها که در آن میرایی و اندازه گیری های ناقص، تاثیر قابل توجهی بر نتایج تخمین پارامتر ندارند، جهت شناسایی آسیب در سازه مورد نظر بروز رسانی شده است. الگوریتم پیشنهادی، برای تخمین پارامترهای سازه ای، از مدل قاب جهت بررسی . مطالعه استفاده شده است. با حل معادله حساسیت به روش حداقل مربعات، مدل اجزای محدود سازه برای تخمین مکان و شدت آسیب های سازه به طور همزمان بروز رسانی شده است. توانایی روش بصورت عددی، بر روی سازه قاب، در چندین سناریوی آسیب مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته شده است. نتایج، قدرتمندی روش در تشخیص آسیب در برابر خطای مدل سازی و اندازه گیری جرم با افزودن خطاهای تصادفی به شبیه سازی داده های مدل آسیب دیده و پارامتر جرم را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: شناسایی آسیب، بروز رسانی المان محدود، تابع همبستگی، تبدیل موجک، تحلیل حساسیت
  • احسان توسلی*، امید رضائی فر، علی خیرالدین صفحات 681-700
    اتصالات تیر-ستون بتن آرمه به دلیل نقش کلیدی که در انتقال بارهای ثقلی و جانبی از تیر به ستون دارند از اهمیت بالایی برخوردارند. با بررسی ساختمانهای خسارت دیده در زلزله های اخیر مشخص شده است که اتصالات تیر-ستون بتن آرمه جزء آسیب پذیرترین اعضای قابهای خمشی بتن آرمه میباشند. عمده ترین نوع شکست اتصالات بتن آرمه، شکست برشی چشمه اتصال میباشد. در این پژوهش که شامل یک برنامه آزمایشگاهی میباشد، سعی شده است روشی کاربردی و موثر جهت مقاوم سازی و بهسازی اتصالات دارای ضعف برشی در محل چشمه اتصال ارایه گردد. بر همین اساس و با توجه به بهبود خواص مکانیکی بتن محصور شده نسبت به بتن محصور نشده، استفاده از سیستم پستنیده خارجی پیشنهاد گردید. در سیستم پستنیده خارجی از دو الگوی افقی-قایم و مورب بولتهای پستنیده در اطراف چشمه اتصال استفاده شد. اجرای پستنیده بولتهای تقویتی در اطراف اتصال، موجب افزایش محصورشدگی هسته اتصال شد. علاوه بر این، سیستم پستنیده خارجی موجب بزرگ تر شدن ابعاد اتصال شد که این موضوع موجب توزیع تنش ها در سطح بزرگتری از مقطع شد. برنامه ی آزمایشی شامل چهار نمونه اتصال تیر-ستون بتن آرمه با مقیاس 2/1 بود که دو نمونه به عنوان نمونه های کنترلی و دو نمونه ی دیگر به روش های پیشنهادی مورد تقویت قرار گرفتند. نتایج آزمایشات عملکرد بسیار مناسب سیستمهای تقویتی در برابر بارهای لرزه ای را نشان دادند. ظرفیت نهایی نمونه های تقویتی در حدود 50% و میزان جذب انرژی آنها نیز در حدود 200% افزایش یافت. همچنین، مقادیر میرایی و ضریب شکلپذیری نمونه های تقویتی به ترتیب در حدود 100% و 32% افزایش پیدا کردند.
    کلیدواژگان: اتصالات تیر-ستون بتن آرمه، مقاوم سازی، بهسازی، محصوریت، تقویت برشی
  • میلاد ابراهیم نژاد شلمانی*، علی راضی احمدسرایی، پویا آرزومند لنگرودی صفحات 701-722
    اتصال مقاطع لوله ای فولادی پرشده با بتن (CFST) به ورق گاست ، یک روش اتصال متداول است که در آن، صفحات مستقیما به وجوه ستون جوش می شوند. نظر به اهمیت چگونگی توزیع تنش و ظرفیت جذب انرژی بر رفتار اتصال مذکور، در مطالعه ی حاضر به تحلیل عددی رفتار این اتصال تحت بارگذاری های مختلف پرداخته شده است. متغیرهای مورد بررسی شامل ضخامت ورق گاست، مقاومت فشاری بتن، نسبت قطر به ضخامت لوله فولادی متصل به ورق گاست و نوع بارگذاری می باشد. نتایج حاصل نشان می دهد اگرچه پرکردن مقاطع لوله ای توخالی با بتن کمانش موضعی جداره ی فولادی را به تعویق می اندازد، اما استفاده از بتن با مقاومت فشاری بیشتر همواره منجربه افزایش میزان جذب انرژی نمی شود، به طوری که در بسیاری از مدل های مورد مطالعه کاهش ظرفیت جذب انرژی 18 تا 30 درصدی اتفاق افتاده است. از سوی دیگر نسبت قطر به ضخامت نقش تاثیرگذاری بر میزان ظرفیت جذب انرژی اتصالات داشته و با افزایش این نسبت، ظرفیت جذب انرژی بین 76 تا 91 درصد کاهش می یابد. همچنین نحوه اعمال بار نیز بر رفتار این اتصالات موثر است، به نحوی که در حالت بارگذاری کششی برون محور و خمش صفحه ای، ظرفیت جذب انرژی در مقایسه با حالت بارگذاری کشش محوری به ترتیب 53 و 86 درصد کاهش یافته است. لذا می بایست به منظور پیش بینی درست از ظرفیت باربری و میزان جذب انرژی نهایی سازه، توجه لازم به این موضوع در فرآیند طراحی صورت پذیرد.
    کلیدواژگان: اتصالات، مقاطع لوله ای فولادی پر شده با بتن (CFST)، ورق گاست، روش اجزای محدود، گسیختگی
  • محمدرضا عباسی زرگله، موسی مظلوم*، مجتبی جعفری صمیمی، محمدحسن رامشت صفحات 723-738

    در این مقاله نتایج آزمایش های پارامترهای شکست بتن ژیوپلیمری سبک بر پایه خاکستر بادی کلاس C (LWFCGC) ارایه می شود. این آزمایش ها شامل آزمایش خمش سه نقطه ای بر روی 36 تیر با نسبت فعال کننده به چسب متفاوت است. همچنین آزمایشهای مقاومت فشاری، کششی بر روی بتن سخت شده پس از گذشت 24 ساعت عمل آوری در دمای 80 درچه سلسیوس انجام شد. در این آزمایش ها سه طرح مخلوط با نسبت فعال کننده به چسب 4/0 ، 5/0 و 6/0 در نظر گرفته شد. نمونه های آزمایش شده مقاومت فشاری نسبتا خوبی را نشان دادند. در هر مخلوط، پارامترهای شکست به روش اثر اندازه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت فعال کننده به چسب، چقرمگی و انرژی شکست کاهش می یابد. علاوه بر این، شکل پذیری اندازه گیری شده با استفاده از طول ناحیه ی فرایند شکست، افزایش یافته است. در واقع میتوان گفت که با افزایش نسبت فعال کننده به چسب (Al/Bi) از 4/0 به 6/0، انرژی شکست Gf ازN/m 81/2 بهN/m 77/0 تغییر کرد و 73% کاهش یافت. چقرمگی شکست KIC ازMPa mm0.5 53/8 بهMPa mm0.5 16/4 کاهش یافت و %2/51 کاهش را نشان داد. در حالی که طول ناحیه ی توسعه ی شکست Cf ازmm 66/28 بهmm 33/54 افزایش یافت و %6/89 افزایش را نشان داد. این بدان معنی است که با افزایش نسبت فعال کننده به چسب (Al/Bi)، انرژی شکست کاهش می یابد در حالی که شکل پذیری بیشتر می شود.

    کلیدواژگان: بتن ژئوپلیمری، بتن سبک، پارامتر شکست، عمل آوری، دمای بالا
|
  • Afsaneh Shahbazi *, Elham Dall Pages 493-504
    In this study biocompatible carbon quantum dots (CQDs) were prepared in a single step by hydrothermal method from walnut skin as a carbon source. Particle size, surface chemistry and crystal structure of carbon quantum dots were investigated using FTIR, DLS and XRD analyzes and optical properties of the material were investigated using absorption and fluorescence analyzes. The results showed that the quantum dots of synthesized carbon had a good particle size distribution and the average particle size was 5.7 ± 2.5. Also, the effect of temperature on initial carbonization was investigated, which with increasing the temperature of pyrolysis furnace, the percentage of carbon also increased, which was 46% by weight at 150 ° C and 83% by weight at 450 ° C. . Due to the fact t the difference in weight of carbon produced between temperatures of 350 and 450 degrees is very small, and considering the increase of 100 degrees, the temperature of 350 degrees was considered as a suitable temperature for the initial carbonization of walnut shell. The results of the absorption spectrum and fluorescence show that at the 238 wavelength an absorption peak of the sample is observed and the sample shows a good fluorescence scattering at the wavelength of 402 nm.According to the results of the studied FT-IR spectrum, the quantum surface of carbon dots is covered by hydrophilic functional groups such as hydroxyl, carbonyl and amine groups, and based on this, the synthesized nanoparticles are expected to show high dispersion in water.
    Keywords: carbon Quantum dot, synthesis, walnut shell, Hydrothermal, carbonization
  • Arman Ahmadi *, Mohammad Alembagheri Pages 505-530
    Intake towers form the entrance to the reservoir spillway or diversion system and thus play a key role in the seismic resistance of the whole system. safety and proper functioning of the intake towers in the event of a major earthquake is very important, since the release controlled by the reservoir can help to prevent the failure of the dam after an earthquake by reducing the water pressure. In addition, the current seismic assessment based on linear elastic constitutive model cannot adequately describe the seismic capacity of intake towers. Thus, to investigate the proper functioning of intake towers in the event a earthquake, it is necessary to introduce IDA that takes into fully assess the seismic performance of intake towers based on nonlinear dynamic analysis. In this paper by modeling the intake tower of the Briones dam, intake tower in three conditions of the intake tower, the intake tower-reservoir (outside water) and the tower-reservoir-inside water, under the influence of 12 earthquake records, each of which has a magnitude of seven in the earthquake intensity scale, has been investigated. The displacement at the top of the intake tower, damage of the intake tower body and the maximum tensile stress of the rebar in the intake tower were studied in all the three condition are considered as damage measure (DM), and the results were reported in the form of IDA curves. Then based on the results, the function and different limit-states (key points) of the intake tower structure are determined.
    Keywords: Intake tower, seismic performance, seismic capacity, Incremental dynamic analysis, nonlinear behavior
  • Mohsen Jafari Nadoushan *, Aliakbar Ramezanianpor Pages 531-554
    Considering the successful usage of alkali activated mortars in several countries and limited research on the durability of these materials, in this paper, permeability and durability of alkali activated slag and pumice mortar in chloride environments have been studied. In order to investigate the mechanical properties and permeability of alkali activated slag and pumice mortars tests such as workability, compressive strength, capillary water absorption, water absorption, chloride ion penetration in the Persian Gulf environment and mercury intrusion porosimetry have been conducted.The results show that the compressive strength of alkali activated slag mortar containing potassium hydroxide was slightly higher than the compressive strength of samples containing sodium hydroxide. In addition, the use of 10% pumice instead of slag has increased the compressive strength of alkali activated slag mortar. Also, the 91-day compressive strength of alkali activated mortars cured in the water was 48.4% higher than those cured in the air. In general, the diffusion coefficient of chloride ions in alkali activated slag mortars was lower than the diffusion coefficient of chloride ions in Portland cement mortar, which was due to less porosity in alkali activated slag mortars and the denser structure. Also, alkali activated mortars containing 90% of slag and 10% of pumice had the lowest diffusion coefficient of chloride ions and Portland cement mortar showed the highest one, which was well matched with the result of capillary water absorption coefficient.
    Keywords: Alkali Activated, Slag, Pumice, Chloride ions, POROSITY
  • Hamid Tavanaeifar, AmirHoshang Akhaveissy * Pages 555-582

    The in situ evaluation of the masonry mechanical properties is a very complicated task. A viable alternative is based on the use of brick cores including a central mortar layer lying on a symmetry plane. The obtained core is then subjected to a splitting test with a set up providing a different inclination of the mortar layer with respect to the loading plane. In here the test is used for masonry with sand and cement mortar. this test can be a good alternative to other semi-destructive tests, especially the shove test. The latter test has defect, that’s due to the lack of effect of dilatancy in the shear behavior of mortar in the shove test, the values obtained in terms of cohesion and friction angle will be greater than the actual value. In the following, a 3D continuous micromodel is presented in order to predict unreinforced masonry behavior. Due to the difference in the modulus of elasticity, the Poisson ratio and the thickness of the brick and mortar, several efforts have been made to simulate the compressive behavior of the masonry using different models with different goals and results. in one hand, two-dimensional models are not able to consider 3d confined effect. On the other hand, the three-dimensional models are not able easily to control the effect of 3d confined and dilatation explicitly. The proposed model is based on the concept of micro-plane and is developed to model failure in masonry structures.

    Keywords: Core test, micro modeling, Multilaminate model, Confined effect, Dilatancy effect
  • Mohammadreza Sabouri *, Mohammad Sadeghi Pages 583-602
    Despite substantial environmental and economic benefits, cold recycling of asphalt pavements is not common due to some poor field performance reports. This study investigates the effect of fiber reinforcement on the performance of cold recycled mixtures. For this purpose, cold recycled mixtures were reinforced using polypropylene fibers at two different lengths and three different contents. Indirect tensile strength, IDEAL-CT, and semicircular bending tests were carried out to find the optimum length and content of the fiber. The effect of cement on performance of fiber reinforced mixtures was also evaluated. The results show that although the use of polypropylene fibers reduces the wet strength by up to 54%, it can increase the dry strength by up to 39%. The results also indicate a significant improvement in fracture indices obtained from IDEAL-CT and SCB tests in the presence of fiber. Crack tolerance index was 3.5 times and flexibility index was 2.8 times higher at the optimum fiber content and length compared with the control mixture. It was also concluded that the addition of cement to fiber reinforced mixture can eliminate the adverse effect of fiber on moisture sensitivity, while maintaining the fracture properties similar to the control mixture. The study results show that the combined use of fibers and cement can lead to an economical cold recycled mixture with reduced emulsified asphalt content and improved mechanical properties.
    Keywords: Cold recycling:, fibers:, emulsified asphalt:, polypropylene:, Cement
  • Navid Bagherian Marandi, Mehdi Ravanshadnia *, MohammadReza Akbarzadeh Totoonchi Pages 603-618

    The Iran civil code is based mainly on the Egyptian Civil Law (ECL), which is itself derived from two principal sources like French civil law and Islamic law. On the other hand the general conditions of contracts published by the Fédération Internationale des Ingénieurs-Conseils or International Federation of Consulting Engineers (FIDIC), which based on common law principles and this standard form of contract, have been applied in large construction projects in Iran. Due to the Iran legal system is rooted in civil law, FIDIC forms of contract may face serious challenges. This research, through a comparative method, has analyzed the Egypt Civil Code (ECC) and Iran (as two members of the Islamic legal system) for better decisions in FIDIC-based contracts. Our study offers some strategies for modification of the FIDIC 1999 Red Book [FIDIC (CONS)] and also Iran Civil Code for construction contracts, which are associated with the termination for convenience clause. Therefore, with a better understanding of the termination for convenience by the employer clause, which has referred to in many contractual claims in arbitration centers and courts, can be prevented disputes. Moreover, this study is useful for other Middle East countries because most of them follow the civil law jurisdictions.

    Keywords: Termination for Convenience by the Employer, FIDIC (CONS), General Condition in Construction Contract, Common Law, Civil Law
  • Hadi Bahadori *, Gholi Asadzadeh Khoshemehr Pages 619-640

    Liquefaction is one of the most devastating Geotechnical phenomena that severely damages vital structures and lifelines. accurate understanding of the dynamic response of the site prone to liquefaction and improved with different modern methods and comparing it with the unimproved site improves the ability of engineers to choose the appropriate improvement method. Before construction, it is necessary to solve the geotechnical problem. Among the methods of land improvement to deal with liquefaction, gravel columns and deep mixing columns can be mentioned. In this study, the results of 1g shaking table tests by flexible box on the foundation located on the liquefiable ground surface and reinforced with aforementioned techniques have been investigated. The dynamic responses of the reinforced ground in different thicknesses of the liquefiable layer and the different frequency of the input movement have been investigated based on stress-strain behavior, secant shear modulus of the soil and excess pore water pressure versus shear strain. The results of the tests show that the thickness of the liquefiable layer has a considerable effect on the dynamic responses of the soil, including the shear behavior and the shear modulus of the soil. By increasing the thickness of the liquefiable layer, the values of secant shear modulus and shear strain of the improved mass decrease and increase respectively. Also, the dynamic performance of deep mixing columns in thicker layers is more suitable compared to gravel columns, and at lower thicknesses, the dynamic behavior of gravel columns approaches that of deep mixing columns.

    Keywords: Deep soil mixing, Gravel drain, Thickness of the liquefiable layer, Input motion frequency, amplitude, Secant shear modulus
  • Ali Sarafi, Seyed Mehdi Zahrai *, AmirMohammad Ramezanianpour Pages 641-664

    Low-cement roller compacted concrete is one of the special types of concrete that has a low amount of cement in its mixture proportion in order to reduce the heat caused by the hydration reaction. This increases the permeability of roller compacted concrete compared to conventional concrete. The increase in permeability also leads to the entry of destructive ions into concrete of mass structures and ultimately the instability of these structures. Cement supplementary materials such as zeolite can reduce permeability, so in this research, the effect of replacing a part of cement with zeolite on durability and mechanical properties of roller compacted concrete has been investigated. First, chemical analysis and pozzolanic activity of zeolite were investigated. Then, in order to evaluate the effect of zeolite on the properties of concrete, samples of roller compacted concrete were made in four mixture proportions with replacement percentages of 0%, 15%, 30% and 40% of cement with zeolite and subjected to compressive strength, water penetration depth, water absorption, Rapid Chloride Permeability Test (RCPT), electrical resistivity, Ultrasonic Pulse Velocity (UPV). The workability of the roller compacted concrete mixtures was also determined by the V.B. table test. The results showed that according to RCPT, water penetration depth and electrical resistivity tests, replacing 15% of cement weight with zeolite reduces permeability and significantly improves durability properties of roller compacted concrete. Also, increasing the percentage of zeolite reduces the compressive strength of the specimens.

    Keywords: zeolite, Roller-Compacted Concrete (RCC), durability properties, Mechanical Properties, workability
  • Mohsen Sadeghian, Akbar Esfandiari *, Manouchehr Fadavie Pages 665-680

    In this paper, an innovative finite element updating method is presented based on the sensitivity of wavelet transform coefficients of correlations function structural parameters is proposed to identify the damage. The Quasi-linear sensitivity of the wavelet coefficients of the WTCF concerning the structural parameters is evaluated based on incomplete measured structural responses. This WTCF sensitivity is more sensitive to local structural changes than the wavelet transform function response sensitivity. The model is updated by the wavelet transform coefficients achieved in the frequency range in the vicinity of the resonances, in which damping and incomplete measurements have no significant effect on the results of the parameter estimation. The proposed algorithm is used to estimate the structural parameters of the frame model. By the solution of the sensitivity equation through Least-squares method, the finite element model of the structure is updated for estimation of the location and severity of structural damages, simultaneously. The proposed method was successfully applied to a 2D frame model using simulated data contaminated by measurement and modeling errors. The robustness of the method against modeling and mass measurement errors is investigated by adding random errors to the mass parameters of the frame model.

    Keywords: damage detection, Finite element model updating, Auto Correlation, Wavelet transform, Sensitivity analysis
  • Ehsan Tavasoli *, Omid Rezaifar, Ali Kheyroddin Pages 681-700
    RC beam-column joints play a crucial role in transferring gravity and lateral loads from beam to column. By examining damaged buildings in recent earthquakes, RC beam-column joints are among the most vulnerable members of RC moment frames. The main type of failure of RC joints is shear failure due to the lack of transverse reinforcement and confinement in this area. The laboratory program of the current study suggests external post-tensioned bolts to retrofit RC joints. External post-tensioned bolts increase the confinement and enlargement of the joint panel zone and subsequently eliminate the deficient shear joints. Regarding that the forces applied to the joint panel zone are implemented diagonally, the external post-tensioned bolts were used in two horizontal-vertical (HV) and diagonal (Di) patterns around the joint. The test program includes four RC beam-column joint specimens with half-scale. One specimen was constructed as a standard criterion with all seismic requirements, and three specimens were made at the joint without implementing transverse reinforcement. One deficient specimen was used as a control specimen, and two specimens were subjected to cyclic loading after retrofitting by the proposed patterns. In order to investigate the effect of the proposed method, parameters such as; the force-displacement hysteresis response, energy absorption and damping value of the specimens were considered. The test results confirm the significant effect of the retrofit system against seismic loading so that in retrofitted specimens. The final capacity of the retrofitted specimens increased by about 50% and their energy absorption by about 200%.
    Keywords: RC beam-column joint, Retrofitting, Rehabilitation, Confinement, Shear retrofit
  • Milad Ebrahimnejad *, Ali Razi, Pouya Arezoomand Langarudi Pages 701-722
    Concrete-filled steel tubular (CFST) gusset plate connection is a commonly used method in which the plates are welded directly to the columns. Due to the importance of stress distribution and energy absorption capacity on the behavior of the mentioned connections, in the present study, numerical analysis of the behavior of these connections under different loadings has been investigated. The studied variables include the thickness of the gusset plate, the compressive strength of the concrete, the D/t (diameter to thickness) ratio of CFST, and the type of loading. The results show that although filling hollow tubular sections with concrete prevents the local buckling of the steel wall, the use of concrete with higher compressive strength does not always lead to increased load capacity and energy absorption, so that in many of the studied models, the energy absorption capacity decreases by 18% to 30%. On the other hand, the results showed that the diameter-to-thickness ratio has a significant effect on the energy absorption capacity of the simulated connections, so that with increasing this ratio, the energy absorption capacity has decreased in the range of 76% to 91%. Also, the loading condition is effective in the load-bearing capacity and the energy absorption of the structure. So that in the case of eccentric tension and in-plane bending, the energy absorption capacity is reduced by 53% and 86%, respectively, compared to axial tension loading.
    Keywords: Connections, Concrete-filled steel tube (CFST), Gusset Plate, finite element method, failure
  • MohammadReza Abbasi Zargaleh, Moosa Mazloom *, Mojtaba Jafari Samimi, MohammadHassan Ramesht Pages 723-738

    In this paper, the fracture parameters of lightweight geopolymer concrete based on the C - class fly ash (LWFCGC) are presented. The experiments include three-point bending tests on 36 beams with different activator to binder ratios. Compressive and tensile strength tests were also performed on hardened concrete after 24 hours of curing at 80 ° C. In this research, three mix designs with activator to binder ratios of 0.4, 0.5 and 0.6 were considered. The samples showed relatively decent compressive strengths. In each mixture, the fracture parameters were analyzed using size effect method. The results showed that by increasing the activator to binder ratio fracture toughness and fracture energy decreased. Moreover, the ductility, measured by means of the effective length of fracture process zone, increased.The samples showed relatively decent compressive strengths. In each mixture, the fracture parameters were analyzed using size effect method. The results showed that by increasing the activator to binder ratio fracture toughness and fracture energy decreased. Moreover, the ductility, measured by means of the effective length of fracture process zone, increased.

    Keywords: Geopolymer Concrete, Lightweight Concrete, Fracture parameters, high temperature, curing