فهرست مطالب

مجله پژوهش های زیرساخت های عمرانی
سال نهم شماره 1 (پیاپی 16، بهار و تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • حسین محمدنژاد، میرعلی محمدی*، محمد باقرزاده صفحات 1-11

    آبشستگی پایین دست شیب شکن قایم می تواند یکی از عوامل ناپایداری و خرابی این سازه باشد. در تحقیق حاضر، عمق آبشستگی پایین دست شیب شکن قایم با استفاده از روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) پیش بینی شده است. بدین منظور، برای تخمین عمق آبشستگی پایین دست شیب شکن قایم، 104 داده ی آزمایشگاهی مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. این داده ها تابعی از دو پارامتر بی بعد عدد فرود ذرات رسوبی (Frj) و عمق نسبی پایاب (yt/yj) می باشند که در سه مدل متفاوت وارد شبکه ماشین بردار پشتیبان شده اند. جهت ارزیابی نتایج حاصل، معیارهای ارزیابی ضریب تعیین (R2)، جذر میانگین مربعات نرمال سازی شده خطاها (NRMSE)، ضریب کارایی (DC) و میانگین قدر مطلق خطای نسبی (MARE) به کار برده شده اند. نتایج نشان داده که مدل شماره (1) با ترکیب ورودی (Frj و yt/yj) با داده های آماری R2=0.9777، DC=0.929، NRMSE=0.0775 و MARE=%11.89 برای مرحله ی آزمون منجر به حصول بهترین نتیجه می شود و روش ماشین بردار پشتیبان نیز در تخمین عمق نسبی آبشستگی از دقتی مناسب، نتایجی مقبول و عملکردی مطلوب برخوردار است. همچنین، مشخص شد که عدد فرود ذره رسوبی تاثیر بیشتری بر تخمین عمق نسبی آبشستگی در مقایسه با عمق نسبی پایاب دارد.

    کلیدواژگان: عمق آبشستگی، شیب شکن قائم، ماشین بردار پشتیبان، عمق پایاب، عدد فرود ذره رسوبی
  • محمد نجیم واحدی، محمدکاظم شربتدار*، امید رضایی فر صفحات 13-27

    رویکرد به توسعه پایدار و مسایل زیست محیطی در اجرای پروژه های زیربنایی دارای اهمیت زیاد است و نیازهای نسل های بعدی را تامین نموده و از خطرات جدی مثل گرمایش زمین که عواقب خطرناک برای اکوسیستم دارد و زندگی افراد و جانوران را تهدید می کند، جلوگیری میکند. سیمان دارای کابرد فراوان در همه پروژه های عمرانی دارد ولی تولید سیمان باعث مصرف انرژی بیشتر و افزایش تولید گازهای گلخانه ای خصوصا دی اکسیدکربن می شود. در این تحقیق آزمایشگاهی رفتار مکانیکی (مقاومت فشاری) و شاخص های توسعه پایدار ملات سیمانی حاوی پوزولان طبیعی دارای آلومینات سیلیکات بالا با درصد های مختلف پوزولان (مصالح بومی) به عنوان جایگزین بخشی از سیمان (6، 13 و 20 درصد) در ملات های سیمانی در قالب 8 طرح اختلاط و متغییر های مثل دانه بندی ماسه، نسبت آب بر سیمان با مقاومت الی 13 مگاپاسکال مورد بررسی قرار گرفته است. یافته های آزمایشگاهی نشان داد که استفاده از 13 درصد پوزولان طبیعی حاوی سیلیکات و آلومینات بالا به عنوان جایگزین سیمان در ملات مقاومت فشاری 56 روزه 2.23 درصد نسبت به نمونه های مرجع افزایش داده است. ضمنا از تحلیل و ارزیابی شاخص های توسعه پایدار این ملات نتیجه گیری می شود که درصد بهینه جایگزینی با سیمان در ملات، منجر به کاهش پتانسیل گرمایش جهانی و مصرف انرژی به میزان 13 درصد در تولید یک تن سیمان به روش معمولی می گردد که نقش مثبت را در تغییر اقلیم، کاهش آلودگی هوا و گازهای گلخانه ای بازی می کند.

    کلیدواژگان: شاخص های توسعه پایدار، ملات سیمانی، پوزولان طبیعی، سیلیکات و آلومینات بالا
  • آرمین انصار شوریجه، علی رئیسی استبرق*، محدثه امینی صفحات 29-45
    در این پژوهش، خواص فیزیکی و مکانیکی یک خاک رسی آلوده به ماده آلی متیل ترت بوتیل-اتر (MTBE) و امکان بهسازی آن با استفاده از دو ماده افزودنی منیزیم اکسید و آهک هیدراته مورد بررسی قرار گرفت. خاک رسی به صورت مصنوعی با MTBE آلوده گردید و مواد افزودنی منیزیم اکسید و آهک هیدراته در درصدهای وزنی مختلف به خاک طبیعی و خاک آلوده اضافه شد. سپس آزمایش های فیزیکی و مکانیکی خاک شامل حدود اتربرگ، تراکم، مقاومت فشاری تک محوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) روی نمونه های مختلف خاک صورت گرفت. نمونه های مقاومتی به روش تراکم استاتیکی تهیه شدند و مقاومت آنها در زمان های عمل آوری 14،7 و 28 روز تعیین شد. نتایج نشان داد که افزودن MTBE به خاک منجر به کاهش حدود اتربرگ، پارامترهای تراکمی و مقاومت فشاری خاک در مقایسه با خاک طبیعی می شود. همچنین نتایج نشان داد که منیزیم اکسید و آهک هر دو سبب افزایش میزان مقاومت و مدول الاستیسیته مربوط به 50% از مقاومت نهایی (E50) و در نتیجه بهسازی خاک طبیعی و آلوده به MTBE می گردند که این افزایش تابعی از درصد مواد افزودنی مورد استفاده و زمان عمل آوری می باشد. علاوه بر این مقایسه نتایج نمونه های بهسازی شده با یکدیگر نشان داد که مقاومت ایجاد شده در خاک طبیعی از خاک آلوده بیشتر می باشد و آهک تاثیر کمتری بر روی بهسازی خاک در مقایسه با منیزیم اکسید دارد. همچنین نتایج SEM نشان داد که افزایش مقاومت نمونه های بهسازی شده، در اثر تشکیل مواد سیمانی کننده طی عمل کربناسیون می باشد که این امر سبب چسباندن ذرات به یکدیگر و تولید یک جسم صلب می شود.
    کلیدواژگان: رس آلوده، بهسازی، متیل ترت بوتیل اتر، منیزیم اکسید، آهک
  • نیما شهبازی، رضا آقایاری*، ایمان عشایری صفحات 47-58
    تعیین الگوی توزیع تغییرمکان جانبی در ارتفاع سازه ها، نقش مهمی در افزایش دقت طراحی بهینه و طراحی عملکردی در مقابل انواع بار های لرزه ای دارد. در این مقاله الگوی توزیع تغییرمکان جانبی در طبقات قاب های خمشی بتن آرمه با در نظرگرفتن اثر شدت لرزه ای و پریود پالس بررسی شد. سازه های مورد بررسی شامل سه سازه با تعداد طبقات 3، 9 و 15 و با سیستم قاب خمشی بتن آرمه ویژه بوده که بر اساس ضوابط مبحث 9 مقررات ملی و ویرایش چهارم استاندارد 2800 با در نظرگرفتن منطقه با خطر لرزه خیزی بسیار زیاد و خاک نوع 3 توسط نرم افزار ETABS به صورت استاتیکی معادل تحلیل و طراحی شدند. قاب های میانی سازه ها با نرم افزار SeismoStruct مدلسازی غیرخطی شده و تحت اثر مجموعه شتاب نگاشت های لرزه ای در شدت های لرزه ای متفاوت، تحلیل غیرخطی شدند. شتاب نگاشت های لرزه ای مورد استفاده شامل 7 شتاب نگاشت لرزه ای حوزه دور از گسل فاقد اثر پالسی و 21 شتاب نگاشت لرزه ای پالسی حوزه نزدیک و دارای اثر جهت داری پیش رونده بوده که بر اساس پریود پالس به سه دسته پالس کوتاه، متوسط و بلند تقسیم شده بودند. پاسخ های تغییرمکان سازه ها بر پایه تحلیل های غیرخطی با یکدیگر مقایسه شدند که در این مقایسه طیف تغییرمکان اصلاح شده بکار رفت. نتایج نشان داد در قاب های خمشی بتن آرمه کوتاه مرتبه بدون هیچ گونه نامنظمی و بر یک بستر سنگی، تحت مجموعه شتاب نگاشت لرزه ای انتخابی در این تحقیق، تاثیر تمامی شتاب نگاشت های لرزه ای تقریبا برابر بوده و حداکثر تغییرمکان ها در طبقات فوقانی رخ می دهد. با افزایش ارتفاع این قاب ها و افزایش تاثیر مودهای بالاتر، تاثیر پریود پالس رکود ها و شدت لرزه ای محسوس می شود.
    کلیدواژگان: الگوی جابه جایی نسبی، پریود پالس، قاب خمشی بتن آرمه، زلزله های حوزه دور و نزدیک
  • مازیار عبدی، محمد ملکی*، عرفان چالی صفحات 59-75
    در این پژوهش مقاومت برشی حالت بحرانی یک نوع ماسه با درصدهای مختلف لای در حالت‎های اشباع و غیراشباع بررسی شده است. برای این منظور تعدادی آزمایش سه‎محوری تحکیم‎یافته زهکشی نشده (CU) روی نمونه‎های اشباع و تعدادی آزمایش تحکیم‎یافته زهکشی شده (CD) روی نمونه‎های غیراشباع انجام شده است. نمونه‎ها تحت سه تنش همه‎جانبه 50، 100 و 150 کیلوپاسکال و با در نظرگیری چهار سطح مکش 50، 100، 150 و 250 کیلوپاسکال برای نمونه‎های غیراشباع، در معرض برش قرار گرفتند. نتایج نشان می‎دهد که اگر نمونه‎هایی با eeq برابر ساخته شود، خطوط حالت بحرانی در حالت اشباع و در درصدهای مختلف ریزدانه روی هم قرار می‎گیرد. در حالت غیراشباع و در فضای تنش خالص، خط حالت بحرانی نه تنها وابسته به مکش است، بلکه با تغییرات درصد ریزدانه نیز این خطوط تغییر می‎کند. با این حال در حالت تنش موثر می‎توان با به کارگیری روابط تنش موثر مناسب و مفهوم نسبت تخلخل بین دانه ای معادل، این خطوط را مستقل از مکش و درصد ریزدانه همگرا کرد و به خط حالت بحرانی واحد در فضای تنش ها رسید.
    کلیدواژگان: ماسه لای ‎دار غیراشباع، مقاومت برشی، حالت بحرانی، درصد ریزدانه، نسبت تخلخل بین دانه ای معادل
  • الیار حیدرلی، احد اوریا* صفحات 77-89
    فصل مشترک خاک و مسلح کننده پارامتری بسیار تاثیرگذار در تحلیل و طراحی سیستم های خاک مسلح می باشد به طوری که با تقویت فصل مشترک خاک و مسلح کننده می توان طول مصرفی مسلح کننده ی مورداستفاده را تا حد فراوانی کاهش داد.در این تحقیق تغییر ضخامت مسلح کننده مورداستفاده، تاثیر مقادیر مختلف سیمان افزوده شده در فصل مشترک خاک و مسلح کننده و همچنین تاثیر تغییر ضخامت مسلح کننده به همراه لایه ی سیمانی به صورت آزمایشگاهی با استفاده از آزمایش برش مستقیم در تنش های عمودی50، 100 و 150 کیلو پاسکال بررسی شده است. در این آزمایش ها مقادیر متفاوت سیمان بر اساس گرم بر سانتی متر مربع بر فصل مشترک خاک و مسلح کننده اضافه گردید. نمونه های مختلفی باضخامت های مختلفی از مسلح کننده که با چسباندن مسلح کننده ها با یکدیگر تشکیل شده بودند، بررسی شد. بر اساس نتایج آزمایشگاهی، با افزایش ضخامت مسلح کننده از1.13 میلی متر به 5.65میلی متری مقاومت برشی خاک مسلح بدون تثبیت سیمان در حدود 30درصد افزایش یافته است. نتایج بررسی ها نشان می دهد در مقادیر اولیه ی سیمان افزوده شده به فصل مشترک خاک و مسلح کننده(0.016 گرم بر سانتی متر مربع)،مشخصات مکانیکی خاک تغییر مشخصی نمی کند ولی با افزودن آن به اندازه ی مقادیر بیش تر می توان تغییر چشمگیری در مقاومت برشی نمونه ها به واسطه ی بهبود زاویه اصطکاک ظاهری بین خاک و مسلح کننده مشاهده کرد. قابل ذکر می باشد مقاومت برشی فصل مشترک خاک و مسلح کننده در ژیوتکستایل های تثبیت شده باسیمان در ضخامت های مشابه نسبت به ژیوتکستایل های بدون تثبیت سیمانی، در حدود 46درصد بیشتر می باشد.
    کلیدواژگان: سیمان، فصل مشترک، ضخامت، ژئوتکستایل
  • بهمن آقازاده قره باغ، جلال بازرگان*، میرعلی محمدی صفحات 91-104
    رودخانه های طبیعی نرخ انتقال رسوب قابل توجهی را در خلال وقوع سیلاب تجربه می کنند. هدف پژوهش حاضر، بررسی تاثیر پارامتر شدت هیدروگراف سیلاب بر میزان انتقال رسوبات بستر است. بدین منظور، با تعبیه یک برد واسط بین رایانه و مبدل پمپ، جریان غیرماندگار واقعی با دقت بالا درون کانال شیب پذیر به طول 15 متر ایجاد گردید. رسوبات به قطر 69/2 میلی متر در کف کانال به صورت یکنواخت تسطیح گردیده و پس از اشباع شدن، هیدروگراف سیلاب بر روی آن اعمال گردیده است. 20 حالت هیدروگراف با پارامتر شدت متفاوت مورد آزمایش قرار گرفته و نرخ فرسایش در طی زمان هیدروگراف به دست آمده است. نتایج حاصل بیانگر آن است که بیشینه نرخ فرسایش همواره نزدیک به اوج هیدروگراف سیلاب رخ می دهد و تاخیر زمانی بین اوج هیدروگراف سیلاب و اوج هیدروگراف رسوب، عمدتا به صورت تاخیر مثبت بوده است. نرخ فرسایش در شاخه صعودی هیدروگراف بیشتر از شاخه نزولی بوده که با کاهش پارامتر شدت جریان، فاصله بین آن ها در نمودار هیسترزیس رسوب کاهش می یابد. تغییرات نرخ انتقال بار بستر (qb) برحسب دبی جریان (Q) به صورت هیسترزیس ساعت گرد می باشد. با کاهش 32، 57، 75 و 87 درصدی پارامتر شدت هیدروگراف، حجم کل رسوبات انتقال یافته به ترتیب 27، 51، 78 و 90 درصد کاهش می یابد. کاهش 50 درصدی زمان پایه هیدروگراف در شرایط یکسان، به طور میانگین موجب کاهش 46 درصدی حجم کل رسوبات انتقال یافته شده است.
    کلیدواژگان: رودخانه، جریان غیرماندگار، هیدروگراف سیلاب، نرخ فرسایش، مطالعه آزمایشگاهی
  • علی طاهریان، مریم یزدی، ایمان دانایی، امیرعلی زاد صفحات 105-119

    آلودگی خاک های حاوی مواد نفتی از مهم ترین چالش های زیست محیطی جهان امروز به شمار می رود. بنابراین ضروری است تا در مورد پاکسازی مواد نفتی از جمله گازوییل تدابیری صورت گیرد. جهت پاکسازی این ترکیبات از خاک راهکارهای مختلف از جمله استفاده از فرآیند الکتروکینتیک به کار می رود. نتیجه فرآیند الکتروکینتیک در خاک، حرکت آب، یون ها و ذرات باردار در اثر ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی می باشد. در این تحقیق، پاکسازی خاک رسی آلوده به گازوییل به روش الکتروکینتیک در حضور مواد فعال سطحی ABTS و Saponin مورد بررسی قرار گرفته است و اثر کنترل pH در کاتولیت و آنولیت بر فرآیند اصلاح الکتروکینتیکی خاک رسی ارزیابی شده است. نتایج نشان داده که در غیاب ماده فعال سطحی، روش الکتروکینتیک بازدهی حذف خیلی کم به میزان 3 تا 7 درصد داشته ولی در حضور ماده فعال سطحی بازدهی حذف افزایش چشمگیری به میزان 20 تا 54 درصد داشته است. با کنترل pH در کاتولیت و آنولیت و افزایش غلظت ماده فعال سطحی بازدهی حذف گازوییل از خاک افزایش یافته است. با کاربرد Saponin، کمترین میزان حذف در غلظت 0.05 برابر با 20 درصد به دست آمده است، در حالی که ABTS توانسته حدودا 54 درصد از گازوییل را در بیشترین غلظت ماده فعال سطحی (0.15 درصد) حذف کند. در ادامه تحقیق، آزمایش تک محوری جهت تعیین مقاومت فشاری محصور نشده نمونه خاک انجام گرفته است که نشان می دهد که فرآیند پاکسازی سبب افزایش مقاومت فشاری خاک به میزان 15 درصد خواهد شد.

    کلیدواژگان: الکتروکینتیک، خاک رس، گازوئیل، ماده فعال سطحی، مقاومت فشاری
  • علیرضا مرتضایی، مهدی گلپایگانی، هیلا بهاری صفحات 121-138

    امروزه با توجه به افزایش تعداد زمین لرزه ها و همچنین رشد جمعیت و پیشرفت صنعت ساختمان سازی در مناطق شهری و روستایی، طراحی ساختمان ها در مقابل نیروهای وارده به ویژه نیروی زلزله مورد توجه مهندسین قرار گرفته است. بنابراین برای تامین ایمنی جانی و مالی باید ساختما ها عملکرد مناسبی در برابر بارهای وارده داشته باشند. با توجه به پژوهش های انجام شده تاکنون اثر مقیاس سازی بر رکوردهای دور یا نزدیک در ساختمان ها انجام شده یا اینکه تنها دریفت (تغییرمکان نسبی) ساختمان ها مورد بررسی قرار گرفته است. اما در این پژوهش، ضریب مقیاس رکوردهای حوزه دور و نزدیک همزمان برای چهار آیین نامه 2800 ویرایش چهارم، ASCE07، IBC و UBC در برنامه SAP2000 بررسی شده است. از سه ساختمان (4، 7 و10 طبقه) برای تحلیل ساختمان ها به عنوان نماینده ساختمان های (کوتاه مرتبه، میان مرتبه و بلندمرتبه) استفاده شده است. پس از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی ساختمان ها نسبت دریفت و نحوه تشکیل مفاصل پلاستیک در ساختمان ها نیز نشان داده شده است. نتایج تحلیل نشان می دهد برای ساختمان های بالای هفت طبقه استفاده هریک از آیین نامه های طراحی در برابر بارهای جانبی بلامانع است، چراکه نتایج به دست آمده از آیین نامه ها بسیار نزدیک می باشد. به طوری که 9 تا 23 درصد کاهش تفاوت در مقادیر به دست آمده از آیین نامه ها را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تحلیل تاریخچه زمانی، استاندارد 2800، آیین نامه IBC، آیین نامه UBC، نسبت تغییرمکان نسبی طبقات
  • مهدی شریفی، زینب ملکی، بیژن سیاف زاده صفحات 139-158

    بررسی رفتار لرزه ای احتمالاتی مخزن تحت فشار افقی به همراه سیستم لوله کشی متصل به آن در این تحقیق مدنظر می باشد. مطالعه رفتار لرزه ای تجهیزات به کار رفته در مجتمع های صنعتی، جهت استفاده در مطالعات ریسک مورد استفاده قرار می گیرد. به همین منظور، در مطالعه موردی مخزنی تحت فشار افقی طراحی و ساخته شده در یک پالایشگاه، با استفاده از روش اجزای محدود مدل سازی و مورد تحلیل های دینامیکی افزاینده قرار گرفته است. پاسخ های اجزای تشکیل دهنده مخزن افقی شامل تنش، تغییرشکل و چرخش از نتایج مدل اجزای محدود به دست آمده است. معیارهای خرابی و حالت های حدی برای اجزا شامل پوسته بدنه، میل مهارهای بیس پلیت، زانویی ها و فلنج لوله ها تعیین شده است. براساس نتایج تجزیه و تحلیل دینامیکی افزاینده، نظریه آماری و مدل ها جهت محاسبه منحنی های شکنندگی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که اتصالات فلنج لوله ها و بدنه مخزن افقی مکان هایی هستند که مستعد شروع بیشترین خرابی در مخزن افقی می باشند.

    کلیدواژگان: تحلیل لرزه ای احتمالاتی، وسل تحت فشار افقی، تحلیل فزاینده دینامیکی، منحنی های شکنندگی
  • سمیرا محمدعلیان، رضا بابایی، احسان جباری صفحات 159-171

    مراکز محاسباتی در روش توابع پایه شعاعی بدون شبکه چندربعی به علت عدم ارتباط هندسی و فیزیکی با یکدیگر دارای قابلیت انطباق پذیری بالا و لذا مناسب برای اعمال توزیع های انطباقی هستند. در این پژوهش، برای اولین بار یک الگوریتم انطباقی جدید بر مبنای تغییرات (گرادیان) متغیرهای فیزیکی مسیله با هدف ایجاد یک توزیع بهینه پیشنهاد شده است. توزیع انطباقی این الگوریتم، دقت و سرعت روش چندربعی را نسبت به توزیع یکنواخت در مسایل ناپایا به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد. در این رویکرد نواحی با تغییرات فیزیکی کم و زیاد در گام زمانی معلوم شناسایی می شوند و تعداد مراکز محاسباتی به ترتیب در آن ها کاهش و افزایش می یابد. بنابراین نیاز به یک توزیع فشرده یکنواخت در سراسر میدان به منظور کاهش خطا در نواحی با تغییرات فیزیکی زیاد از بین می رود. در مواجهه با دیگر چالش مهم روش چندربعی یعنی تعیین متغیر شکل بهینه نیز یک روش ساده و کارآمد به گونه ای معرفی می شود که به بهینه سازی متغیر شکل در هر گام زمانی نیاز نباشد و هزینه های محاسباتی کنترل گردد. در پایان، کارایی روش پیشنهادی با ارایه مثال هایی از معادلات پخش، جابجایی و پخش-جابجایی برای مقایسه با توزیع های یکنواخت و سنجش میزان سرعت و دقت آن ها با حل دقیق نشان داده می شود.

    کلیدواژگان: روش بدون شبکه، توابع پایه شعاعی، روش چندربعی، الگوریتم انطباقی، گرادیان
|
  • Hossein Mohammadnezhad, Mirali Mohammadi *, Mohammad Bagherzadeh Pages 1-11

    The downstream scour of the vertical drop can be one of the causes of instability and failure of this structure. In the present study, the downstream scour depth of this structure predicted using the support vector machine (SVM) method. For this purpose, 104 experimental data used to estimate the scour depth. hese data are a function of the two dimensionless parameters of dansimetric Froude number (Frj) and tailwater depth (yt / yj) that have been entered into the SVM in three different models. To evaluate the results, the evaluation criteria of R2, NRMSE, DC, and MARE used. The results showed that model number (1) with the input combination (Frj and yt / yj) with R2 = 0.9777, DC = 0.929, NRMSE = 0.0775, and MARE = 11.89% for the test stage leads to the best result. The SVM method also has appropriate accuracy, acceptable results, and desirable performance in estimating the scour depth. Also, it was found that the densimetric froude number has a greater effect on estimating the relative scour depth compared to the tailwater depth.

    Keywords: Scour Depth, Vertical drop, Support Vector Machine, Tailwater Depth, Densimetric Froude Number
  • Mohammad Najiam Wahedy, MohammadKazem Sharbatdar *, Omid Rezaifar Pages 13-27

    The focus on sustainable development is increasing and it is given great importance. Sustainability be able to meet the needs of future generations and mitigate serious risks such as global warming. Cement is one of the building materials which no construction on the ground is possible to build. Cement production increases energy consumption and increases the production of greenhouse gases, especially carbon dioxide. In this experimental study, mechanical behaviour (compressive strength) and sustainable development indicators of cement mortar containing natural pozzolans consist of high silicate aluminate with different percentages (6, 13 and 20%) partially substitute with cement in mortars with 8 mix designs and variables were sand and water to cement ratio with strength of up to 13 MPa have been investigated. Findings showed that the use of 13% of natural pozzolans containing high silicate and aluminate as a cement substitute after 56-days of curing increased the compressive strength of mortar by 2.23% compared to the reference samples. In addition, the analysis and evaluation of sustainable development indicators of this mortar concludes that the optimal percentage of replacement with cement in the mortar, leads to a reduction in global warming potential and energy consumption by 13% in the production of one ton of cement in the conventional way. That plays a positive role to help climate change, reducing air pollution and reduce emission of greenhouse gases.

    Keywords: Sustainable Development Indicators, Cement Mortar, Natural Pozzolan, High Silicate Aluminate, Infrastructure Structures
  • Armin Ansar Shourijeh, Ali Raeesi Estabragh *, Mohadeseh Amini Pages 29-45
    In this study, the improvement of a clay soil contaminated with MTBE (methyl tert-butyl ether) using magnesium oxide and hydrated lime was studied. Soil contaminated with MTBE was prepared in the laboratory, then mixed with different percentages of magnesium oxide and hydrated lime. Natural soil was also mixed with the same percentages used with the desired additives. Atterberg limits, compaction, Unconfined compressive strength, and SEM tests were performed on all samples. To determine the strength, the samples were prepared by static method and tested after 7, 14, and 28 days of curing time. The results showed that magnesium oxide and lime both increase the strength and E50 and thus improve natural and contaminated soil, which is a function of the percentage of used additives and curing time. The Comparison of improvement results showed that the final strength in natural soil is higher than in contaminated soil. In addition, the comparison of the results showed that lime has less effect on soil improvement compared to magnesium oxide. The SEM results also showed that the increase in strength is due to the cement materials produced during the carbonation process, which makes the particles paste to each other and make a rigid body.
    Keywords: Contaminated Clay, Improvement, MTBE, MgO, Lime
  • Nima Shahbazi, Reza Aghayari *, Iman Ashayeri Pages 47-58
    Determining the pattern of lateral displacement distribution in the height of structures and the factors affecting it, has an important role in increasing the accuracy of optimal design and functional design against various seismic loads. In this paper, the pattern of lateral displacement distribution between floors at the height of flexural reinforced concrete frames is investigated and the effect of seismic intensity and pulse period on this issue is investigated. The studied frames are three structures of 3, 9 and 15 floors of RC Moment-resisting frames. the middle frames of the structures were non-linearly modeled in 2D in the SeismoStruct 2021 program, and nonlinear analysis was performed under the set of records and at different seismic intensities. the displacement response of the structures was compared. The results showed that in orderly short-term reinforced concrete bending frames without any irregularity under the set of selected accelerometers in this research, the effect of all records is almost equal and displacement occurs in the upper floors. As the height of the structures increases and the effect of higher modes increases, the effect of the pulse period of stagnation and seismic intensity is felt.
    Keywords: Relative displacement pattern, Pulse period, Near-field earthquakes, Reinforced concrete moment-resisting frame
  • Maziar Abdi, Mohammad Maleki *, Erfan Chali Pages 59-75
    In this study, the critical state shear strength of a type of sand with different silt percentages in saturated and unsaturated states has been investigated. For this purpose, a number of undrained consolidated (CU) and drained consolidated (CD) triaxial tests were performed on saturated and unsaturated samples, respectively. The samples were sheared under confining pressures of 50, 100 and 150 kPa and suction levels of 50, 100, 150 and 250 kPa for unsaturated samples. In the saturated state, the results showed that if samples are remolded with the same eeq, for the different percentages of fines the critical state lines are converged. In the unsaturated state and net stress state, the critical state line is not only dependent on suction, but also changes with changes in the percentage of fines. However, in the effective stress state, by applying the appropriate effective stress relations and the concept of equivalent intergranular skeleton void ratio, these lines can be converged independently of suction and fine content and reach a single critical state line in the stresses space.
    Keywords: Unsaturated Silty Sand, Shear strength, Critical State, Fine Content, Equivalent Intergranular Void Ratio
  • Eliar Heidarli, Ahad Ouria * Pages 77-89
    In this study, the effects of the cement stabilization on the interface of the soil and a geotextile, the thickness of the cement and geotextile layer, and the thickness of the geotextile layer on the interface shear strength have been investigated experimentally. In the experiments, a direct shear device with a cylindrical mold with a diameter of 6 cm was used. The geotextile was a woven type. The cement-treated reinforcements were papered by the application of a thin layer of cement with amounts of 0.016, 0.048, 0.08, and 0.112 gr/cm2 on the surface of saturated geotextiles. Geotextiles with different thicknesses were produced by joining several layers of geotextiles using a flexible glue. The interface shear tests have been performed under vertical stresses of 50, 100, and 150 kPa. The results show that adding 0.112 grams/cm2 of cement to the interface of the reinforcements can increase the shear strength of the interface of the samples by 50%, but the amount of cement added should not be less than a certain limit. By comparing the results of tests conducted with different thicknesses of reinforcement with different amounts of cement, it can be concluded that increasing both the cement content and the thickness of the reinforcement increases the shear strength of the interface. By increasing the thickness of the reinforcement, the soil grains are integrated into the reinforcing fabric, produce a rough surface, and increase the shear strength at the interface of the soil and the geotextile.
    Keywords: Cement, Interface, Thickness, Geotextile
  • Bahman Aghazadeh Gharebagh, Jalal Bazarghan *, Mirali Mohammadi Pages 91-104
    Natural rivers experience significant sediment transport rates during floods.The purpose of this study was to investigate the effects of flood hydrograph intensity parameter on the amount of bed sediment transport rate. For this purpose, a real unsteady flow hydrograph was created inside a 15 meters long tilting flume by installing an interface board between the computer and the pump inverter. Sediments with a d50 of 2.69 mm have been put uniformly on the bottom of the channel and the flood hydrograph has been applied on it after saturation. 20 cases of hydrographs with different intensity parameters were tested and the erosion rate was obtained during the hydrograph time. The results show that the maximum erosion rate always occurs near the peak of the flood hydrograph and the time delay between the peak of the flood hydrograph and the peak of the sediment hydrograph is mostly positive. The erosion rate in the rising limb of the hydrograph is higher than the falling limb, and the distance between them decreases in the hysteresis diagram as the flow intensity parameter decreases. The changes of bedload transport rate (qb) in terms of flow rate (Q) are clockwise hysteresis. By decreasing the hydrograph intensity parameter by 32, 57, 75 and 87%, the total volume of transferred sediments decreases by 27, 51, 78 and 90%, respectively. A 50% decrease in the base time of the hydrograph under the same conditions has caused a 46% decrease in the total volume of transported sediments.
    Keywords: River, Unsteady Flow, Flood Hydrograph, Erosion Rate, Experimental study
  • Ali Taherian, Maryam Yazdi, Iman Danaei, Amirali Zad Pages 105-119

    Pollution of soils containing petroleum products is one of the most important environmental challenges. Therefore, it is necessary to take measures for the purification of petroleum products, including diesel, to clean these compounds from the soil, various solutions are used, including the use of electrokinetic process. The result of the electrokinetic process in the soil is the movement of water, ions and charged particles due to the difference in electrical potential. In this study, the purification of diesel-contaminated clay by electrokinetic method in the presence of ABTS and saponin surfactants is investigated and the effect of pH control on catolite and anolite on the electrokinetic modification process of clay is evaluated, The results show that in the absence of the surfactant, the electrokinetic method has a very low removal efficiency of 3% to 7%, but in the presence of the surfactant, the efficiency is significantly increased by 20% to 54%, with pH control in Velit. and anolyte and the amount of active substance increase the level of efficiency of diesel removal from soil. With the use of Saponin, the lowest amount of removal at a concentration of 0.05% equal to 20% has been obtained, while ABTS has been able to remove about 54% of diesel at the highest concentration of surfactant (0.15%), in the continuation of the research A uniaxial test has been conducted to determine the unconfined compressive strength of the soil sample, which shows that the cleaning process increases the compressive strength of the soil by 15%.

    Keywords: Electrokinetics, Clay, Diesel, Surfactant, Compressive strength
  • Alireza Mortezaei, Mahdi Golpayegani, Hila Bahari Pages 121-138

    Today by increasing of earthquakes and population growth and development of building industry in city or country areas, building designing against applied loads especially earthquake load have regarded by engineers. Also for supplying of life and financial safety, buildings should have appropriate performance against applied loads. In this research work, influence of scaling of near-fault and far-fault records have been treated in 4 codes 2800 Iran, 4th edition, ASCE07, IBC 2006 and UBC 97 Simultaneously. In this study 3 buildings have been used in 4,7 and 10 stories as indicators of low-rise and mid-rise buildings. The results show that in low-rise and mid-rise buildings Iranian earthquake code scaling has stricter rules to other regulations. By increasing of stories in tall -building (10 story) every four regulations has their own performance and could be maximum according to the kind and characteristic of earthquake (PGA, Mw). In fact, regulation of 2800 Iran, 4th edition, requires separated scaling rules for low-rise and mid-rise buildings. Drift ratio in ASCE07-10 has decreased %94 to 2800 Iran. Also this value for IBC2006 %93 and for UBC %89 has decreased.

    Keywords: Scaling, Nonlinear time history analysis, Drift ratio, near-fault, far-fault earthquake
  • Mahdi Sharifi, zeinab maleki, bizhan sayyafzadeh Pages 139-158

    Reduction and management of risk of industrial plant especially energy is an important concern. Probabilistic and reliability method are used in risk and cost estimations. Oil, Gas and Petrochemical plant are the most energy producer plants that are in focus of cost, life and operation. These plants consist of several units, parts and equipment’s. In order to study the risk of plants, it is needed to study the equipment’s. The main goal of this research is probabilistic seismic assessment of fixed horizontal vessels. In this paper, finite element model of designed and constructed vessels in a real project is prepared and incremental dynamic analysis (IDA) is performed. Response of vessels components including the vessel body stress, piping stress, flange and elbow deformations, anchor bolt stress are extracted and their related limit state are defined. Finally the fragility curve of vessels components is prepared. The result shows that flange connection is the components that are potential for starting the damage of vessels.

    Keywords: probabilistic, seismic, vessels, IDA, fragility
  • Samira MohammadAlian, Reza Babaee, Ehsan Jabbari Pages 159-171

    The computational centers in the multiquadric radial basis functions meshless method have high adaptability considering the lack of geometric and physical connection between the centers. In this research, a new adaptive algorithm is proposed based on the gradients of the physical variables of the problem with the aim of creating an optimal distribution. The resulted adaptive distribution generated by this algorithm improves significantly the accuracy and speed of the multiquadric method compared to the uniform distribution in steady and unsteady problems. In this approach, firstly, the domains with low and high physical variations are identified in a known time step, then the number of computational centers decreases and increases in these areas, respectively. Thus, the centers will be distributed more compact where needed and will be eliminated where not. Facing another important challenge of the multiquadric method, i.e. determining the optimal shape parameter, a simple and efficient method is introduced in such a way that there is no need to optimize the shape parameter at each time step and the computational costs are controlled. Finally, the effectiveness of the proposed method is shown by solving examples of diffusion, convection and convection-diffusion equations. The results are compared to their uniform distributions by measuring their efficiency and to the exact solution by evaluating the accuracy.

    Keywords: Meshless Method, Radial Basis Functions, Multiquadric -Method, Adaptive Algorithm, Gradient