فهرست مطالب

مهندسی عمران - سال پنجاه و پنجم شماره 12 (اسفند 1402)

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و پنجم شماره 12 (اسفند 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • میکائیل کاظم زاده، پژمان ذوقی، امیرعلی زاد* صفحات 2343-2364
    امروزه آلودگی خاک‏ها و آب‏های زیرزمینی توسط آلاینده‏های سمی و خطرناک، به عنوان یک معضل زیست‏محیطی در گستره وسیعی مطرح شده است. آلوده شدن خاک ها به فلزات سنگین به ویژه کادمیوم علاوه بر آثار زیان‏بار بر سلامت انسان‏ها و اکولوژی زمین، باعث ایجاد تغییر در خصوصیات ژیوتکنیکی خاک ها می شود. روش‏های مختلفی برای احیاء خاک‏های آلوده به کادمیم وجود دارند که یکی از این روش‏ها، تثبیت این فلز سمی‏ در خاک توسط نانوذرات آهن صفر ظرفیتی است. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر فلز سنگین کادمیوم بر برخی ویژگی‏های ژیوتکنیکی خاک با استفاده از آزمایش‏های حدود اتربرگ، مقاومت فشاری و تراکم و تثبیت این آلودگی در خاک و بررسی ویژگی‏های مذکور خاک تثبیت شده با استفاده از نانوذرات آهن است. به همین منظور، ابتدا نمونه های خاک پایه متشکل از 60، 65 و 70% رس کایولینیت و به ترتیب 40، 35 و 30% ماسه برای بررسی تاثیر کایولینیت در آزمایشگاه ساخته شد. برای تاثیر بررسی غلظت کادمیوم، نمونه های خاک پایه با غلظت های 10، 20، 40 و ppm60 کادمیوم نیترات آلوده شدند. در انتها برای تثبیت نمونه های خاک آلوده، نانوذرات آهن صفرظرفیتی به نمونه های مذکور اضافه گردید. نتایج نشان دهنده تاثیر بسیار بالای تغییر در مقدار کایولینیت و کادمیوم و وجود نانوذرات آهن صفرظرفیتی بر پارامترهای ژیوتکنیکی خاک است. با افزایش غلظت کادمیوم، میزان کادمیوم جذب شده توسط نانوذرات آهن به مقدار چشمگیری کاهش یافت. هم چنین، نتایج آزمایش های تک محوری انجام شده نشان داد که تنش تک محوری نمونه های با نانوذرات آهن به ترتیب 6/45، 63، 1/67 و 7/67 % در مقایسه با نمونه های مشابه آلوده به کادمیوم بدون نانوذرات آهن افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: آلودگی خاک، کادمیوم، نانوذرات آهن صفر ظرفیتی، تثبیت، کائولینیت
  • جواد محسنی پور اصل، مجید قلهکی*، محمدکاظم شربتدار صفحات 2365-2404

    در این مقاله ضایعات بازیافتی شامل پودرهای شیشه، پوسته تخم مرغ، آهن و لاستیک در مقادیر 7، 14 و 21 درصد وزنی جایگزین سیمان شدند. کلیه نمونه ها در سنین 7، 28 و 90 روزه تحت آزمایشات مقاومت فشاری، کششی و خمشی و جذب آب و همچنین آزمایشات ریزساختار شامل آزمایش میکروسکوپ الکترونیکی (SEM) و آزمایش پراش اشعه ایکس (XRD) قرار گرفتند. محیط های اسیدی، بازی و خنثی برای انجام عمل آوری نمونه ها در نظر گرفته شدند. نتایج حاکی از آن است که بیشترین میزان افزایش مقاومت فشاری، کششی و خمشی نسبت به نمونه مرجع، به ترتیب برابر 33% در محیط اسیدی، 90% درمحیط خنثی و اسیدی و 67% در محیط اسیدی ملات سیمانی می باشد و حضور ضایعات بازیافتی کمک شایانی در بهبود مشخصات مکانیکی در شرایط عمل آوری اسیدی می کند. همچنین افزودن پودر لاستیک به ترکیب ملات سیمانی سبب کاهش مقاومت فشاری، کششی و خمشی تا 11/6، 2 و 6/2 برابر نسبت به نمونه مرجع شده است که استفاده از آن در پروژه های عمرانی، به لحاظ فنی توصیه نمیشود. با استفاده از پودرهای شیشه، آهن و پودر پوسته تخم در مقادیر 7 درصد، می توان میزان جذب آب نمونه ها را در سنین 7، 28 و 90 روزه تا 11/7، 22/13 و 29/9 درصد نسبت به نمونه مرجع کاهش داد. نتایج آزمایشات ریزساختار نیز نشان از کاهش 3 برابری عرض ترک ها و حفرات موجود در نمونه های حاوی پودرهای شیشه، آهن و پوسته تخم مرغ داشته و پیوند خمیر سیمان و افزودنی ها نیز قوی تر شده است.

    کلیدواژگان: ملات سیمانی، ضایعات بازیافتی، خصوصیات مکانیکی، آزمایشات ریزساختار، محیط های اسیدی و بازی
  • علی پروری*، مهدی وجدیان، سینا ناصری صفحات 2405-2428
    در سازه های فولادی اتصالات نقش مهمی را در رفتار سازه دارند. در این مقاله با استفاده از مدلسازی عددی با نرم افزار اجزای محدود آباکوس سعی شده است که چند مدل مختلف از اتصال تیر به ستون فولادی مدلسازی و مورد بررسی قرار گیرد. این مقاله بر روی اثر نوع اتصال تیر به ستون با دو نوع اتصال سپری و نبشی بررسی شده است. از این رو 20 مدل با شرایط متفاوت ضخامت متفاوت و نوع متفاوت سخت کننده و همچنین 6 مدل با ستون پر شده از بتن مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. جهت مدلسازی از نرم افزار اجزای محدود آباکوس استفاده شده است. کلیه مدل ها در این نرم افزار مدلسازی شده است. برای بارگذاری از بار سیکلی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که مدل با سخت کننده سپری دارای ظرفیت بالاتری بوده است و نسبت به سخت کننده نبشی از 12 تا 28 درصد ظرفیت خمشی بالاتری در اتصال داشته است. با افزایش ضخامت نبشی و یا سپری اتصال تیر به ستون تا حدود 12 تا 25 درصد ظرفیت افزایش داشته است، در ضخامت 18 میلیمتر ظرفیت لنگر به میزان 12 درصد افزایش و در ضخامت 20 میلیمتر به میزان 25 درصد افزایش مشاهده شده است. مدل ستون پر شده با بتن نسبت به مدل مشابه بدون بتن نزدیک 15 تا 25 درصد اختلاف دارند و مدل ستون پر شده با بتن از ظرفیت باربری بیشتری برخوردار است.
    کلیدواژگان: سپری، نبشی، اتصال، سخت کننده، بارگذاری سیکلی
  • مصطفی شفاعتی، محمود صفارزاده* صفحات 2429-2440

    با توجه به اینکه گذر زمان موضوعی ذهنی است بنابراین در یک بازه زمانی به خصوص ممکن است همه مسافران یک وسیله گذر زمان را به یک اندازه تجربه نکنند. مطالعات گذشته نیز بر این موضوع صحه گذاشته اند.بدین ترتیب مفهوم زمان سفر درک شده با توجه به ازدحام و سطوح مختلف آن در وسیله حمل و نقل همگانی مطرح شده است. فردی که در یک اتوبوس با تراکم مسافر کم نشسته است،گذر زمان را نسبت به فردی که در اتوبوسی با تراکم مسافر زیاد ایستاده است، متفاوت تجربه می کند. علاوه بر مفهوم زمان سفر موضوع قابلیت اطمینان زمان سفر نیز مطرح است. بررسی زمان سفر درک شده، منجر به طرح مفهومی نسبتا جدید به نام قابلیت اطمینان زمان سفر درک شده نیز می شود. در این تحقیق به ضرورت بررسی این دو موضوع در سیستم حمل و نقل همگانی تهران پرداخته شده است.برای نمونه نیز با استفاده از داده های AFC و AVL در ساعت اوج صبح یک روز کاری در شرایط عادی(قبل از کرونا و در آذر 98)در خط 1 اتوبوس های تندروی تهران به این موضوع پرداخته شده است.نتایج نشان می دهند که هم زمان سفر درک شده و هم قابلیت اطمینان آن هر دو تفاوت محسوسی با شکل اسمی خود دارند.در برخی موارد زمان سفر درک شده بیش از 50 دقیقه با حالت اسمی تفاوت دارد. در مواردی نیز قابلیت اطمینان درک شده بیش از دو برابر حالت اسمی است,همچنین این تفاوت،لزوم بازنگری در نحوه تحلیل سیستم های حمل و نقل همگانی را با درنظر گرفتن زمان سفر درک شده نشان می دهد.

    کلیدواژگان: حمل و نقل همگانی، زمان سفر درک شده، قابلیت اطمینان زمان سفر درک شده، ازدحام، زمان سفر اسمی
  • رضا فتحی، محمدرضا الیاسی، جهانگیر خزایی* صفحات 2441-2472

    استفاده از مصالح نوین و سازگار با محیط زیست در جهت تثبیت خاک های مسیله دار یکی از چالش های پیش روی مهندسان ژیوتکنیک می باشد. نانورس ها به دلیل سطح مخصوص بالا، وزن مخصوص پایین و ریز بودن ذرات واکنش پذیری بالایی داشته و همچنین به دلیل یکسان بودن جنس آن ها با مصالح خاکی به عنوان یک تثبیت کننده موثر و سازگار با محیط زیست در نظر گرفته می شوند. در پژوهش حاضر اثر نانورس بر خصوصیات رفتاری خاک ریزدانه رسی کرمانشاه ارزیابی شده است. به این منظور پس از انجام آزمایش های شاخص روی خاک پایه، نانورس به میزان 5/0، 1، 2 و 4 درصد وزن خشک خاک به خاک افزوده شده و آزمایش های حدود اتربرگ، تحکیم، مقاومت فشاری تک محوری و نسبت باربری کالیفرنیا در دوره های عمل آوری 1، 14، 28 و 60 روزه صورت پذیرفته است. همچنین پایداری نمونه های تثبیت شده با اعمال سیکل های تر و خشک بررسی شده و به منظور بررسی اثر نانورس بر ریز ساختار خاک نیز از نمونه های تثبیت نشده و تثبیت شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی تصویربرداری گردیده است. نتایج نشان می دهد که عملکرد تثبیت به میزان قابل توجهی به مقدار نانورس و دوره های عمل آوری وابسته است. همچنین مطابق نتایج، میزان بهینه نانورس 4% می باشد و حضور این میزان نانورس و افزایش دوره های عمل آوری سبب افزایش شاخص خمیری، مقاومت فشاری، نسبت باربری خاک و کاهش ضرایب تحکیم، نشست، فشردگی، نفوذپذیری و تورم خاک گردیده است. قابل ذکر است که پایداری خاک در برابر شرایط محیطی نیز افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: تثبیت خاک، خاک رس نرم، نانورس، تحکیم، سیکل تر و خشک
  • نوید خیاط*، علی نوروزی محمدی، احد نظرپور صفحات 2473-2486
    پژوهش حاضر با هدف پهنه بندی ژیوتکنیکی خاک شهر اهواز با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) انجام شد. با جمع آوری اطلاعات ژیوتکنیکی حاصل از 330 گمانه حفاری شده تا عمق 20 متری و با بکارگیری نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی (ArcGIS) پارامترهای ژیوتکنیک خاک در شهر اهواز پهنه بندی گردید. عوامل تاثیرگذار بر ظرفیت باربری خاک شامل چسبندگی خاک، زاویه اصطکاک داخلی و وزن مخصوص خاک جهت پهنه بندی انتخاب شدند. نقشه درون یابی پهنه بندی شده زاویه اصطکاک داخلی در شهر اهواز نشان داد که با افزایش عمق خاک، زاویه اصطکاک داخلی افزایش داشته است. با افزایش عمق، زاویه اصطکاک داخلی افزایش داشته است، بطوری که در عمق 10 متر، در اغلب گمانه های حفر شده در مناطق مذکور، میزان زاویه اصطکاک داخلی به 41 درجه افزایش داشته است. بطوریکه در در محدوده شمال شرق اهواز بیشترین میزان زاویه اصطکاک داخلی وجود ثبت شد. نتایج حاصل از نقشه پهنه بندی چسبندگی بر اساس گمانه های حفر شده نشان داد که ارتباط آماری بین این مولفه ژیوتکنیکی و افزایش عمق وجود ندارد. همچنین بررسی وزن مخصوص خاک بر اساس گمانه-های حفر شده و نقشه درون یابی پهنه بندی شده در تحقیق حاضر نشان داد که با افزایش عمق خاک، میانگین وزن مخصوص افزایش معنی داری داشته است و از 1.6% در عمق 2 متر به 47.9% در عمق 10 متری رسیده است. بطور کلی این مولفه ها به ویژه وزن مخصوص، با تعیین ظرفیت باربری خاک مرتبط بوده می توان از آنها برای امکان سنجی انتخاب بهترین گزینه مکانی جهت احداث پروژه های خاص بهره گیری نمود.
    کلیدواژگان: پهنه بندی خاک، زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی خاک، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، خاک اهواز
  • شاهین فتاحی دهکبودی، ابراهیم فرخ*، داود لطفی صفحات 2487-2502

    نیروهای اعمال شده به دیسک های برشی از جمله مهم ترین پارامترهای طراحی ماشین های حفار در زمین های سخت هستند. این نیروها شامل نیروی عمودی و غلطشی می باشند. برای طراحی ماشین حفار نیاز به بررسی دقیق نیرو های یادشده می باشد که تحت تاثیر عواملی چون عمق نفوذ، فاصله داری، سرعت خطی و چرخشی دیسک هستند. از این رو نیاز به آزمایشات برش خطی برای درک تاثیر هریک از موارد یاد شده می باشد. از آنجا که آزمایشات برش خطی زمان بر و پرهزینه است شبیه سازی های عددی بادقت زیاد می تواند جایگزین مناسبی باشد. در این مقاله با استفاده از نرم افزار LS-DYNA ابتدا شبیه سازی های لازم برای اعتبارسنجی با بررسی دو مدل رفتاری جانسون هالمکوییست بتن (JHC) و RHT انجام شده است. پس از این مرحله با تکیه بر تغییر متغیر هایی از جمله عمق نفوذ، سرعت خطی و چرخشی دیسک به بررسی تاثیر آن ها پرداخته شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، عمق نفوذ پارامتری بسیار موثر بر نیروی عمودی است. با افزایش عمق نفوذ از 5/2 به 6/7 میلی متر نیروی عمودی از 96 به 159 کیلونیوتن می رسد. این نتیجه با تاثیری بیشتر برای نیروی غلطشی صادق می باشد، به این صورت که نیروی غلطشی از 1/6 به 5/22 کیلونیوتن افزایش می یابد. با افزایش سرعت خطی و چرخشی دیسک ها، نیروهای عمودی و غلطشی کاهش می یابد، اما مقدار این کاهش بسیار کم است. بر اساس نتایج به دست آمده، افزایش سرعت خطی از 33/0 به 65/1 میلی متر تنها باعث کاهش 13 درصدی نیروی عمودی (از 155 به 135 کیلونیوتن) و کاهش 5 درصدی نیروی غلطشی (از 6/20 به 5/19 کیلونیوتن) می شود.

    کلیدواژگان: دیسک برشی، شبیه سازی با LS-DYNA، آزمایش برش خطی سنگ، نیروی عمودی، نیروی غلطشی
  • فاطمه یوسفوند، جمال محمدولی سامانی*، حسین محمدولی سامانی صفحات 2503-2526
    در سال های اخیر مسیله شناسایی منابع آلاینده در رودخانه ها یکی از پرتوجه ترین موضوعات تحقیقات علمی در حوزه ی آب بوده است. در عمده ی پژوهش های انجام شده، منابع آلاینده، نقطه ای در نظر گرفته شده اند و برای بازیابی شدت آلاینده نیاز است، یک نقطه ی شاهد در پایین دست هر منبع در نظر گرفته شود. در این پژوهش محل های ورود آب زیرزمینی به رودخانه، به عنوان منابعی گسترده با مکان و طول معلوم درنظر گرفته می شوند و هدف بازیابی شدت منابع، تنها با استفاده از یک نقطه شاهد در پایاب رودخانه است. منابع موردنظر، منابعی گسترده با بارگذاری ثابت و در فاصله قابل توجهی از هم هستند. وجود فاصله، مانع از اختلاط کامل غلظت در نقطه شاهد می شود. این امر و نیز ثابت بودن شدت بارگذاری باعث می شود بتوان تنها با یک نقطه شاهد، چند منبع گسترده را بازیابی کرد. بدین منظور حل معکوس معادله انتقال با استفاده از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی انجام می شود. در تهیه مدل معکوس از پیوند MIKE11 به عنوان شبیه ساز و الگوریتم ژنتیک در MATLAB استفاده شده است. بازیابی چندین منبع گسترده با یک نقطه شاهد، مهم ترین نقطه قوت پژوهش حاضر می باشد. صحت سنجی مدل توسط مثال های فرضی، 40 کیلومتر از رودخانه کارون و نیز اعمال 5 و 15 درصد خطا به داده های مشاهداتی انجام شد. نتایج نشان می دهد مدل قادر است، نه تنها با یک نقطه شاهد بلکه فقط با یک داده از نمودار غلظت-زمان در نقطه شاهد که تحت تاثیر منبع موردنظر باشد، شدت را بازیابی نماید. دقت مدل در بازیابی شدت منابع، براساس شاخص های آماری بیش از 99 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: مدل معکوس، رویکرد شبیه سازی - بهینه سازی، مدل عددی MIKE11، منابع گسترده شوری، الگوریتم ژنتیک
  • مریم میرهاشمی، علی شاهنظری*، کامران نصیراحمدی صفحات 2527-2540
    مطالعه حاضر با هدف بررسی خصوصیات کیفی آب و وضعیت تغذیه گرایی تالاب میانکاله با استفاده از شاخص تروفی کارلسون (TSI) و TRIX انجام گرفته است. اندازه گیری پارامترهای کیفی طی 6 فصل و 8 دوره نمونه برداری در 6 ایستگاه دهنه چپقلی، بندر گز، قر ه سو، گلوگاه، اسماعیل سای و میان قلعه انجام شده است. براساس نتایج ارایه شده ایستگاه های دهنه چپقلی، قره سو، به ترتیب بیش ترین مقادیر فسفات (mg/l 12/0)، نیترات (mg/l 04/11)، کم ترین DO (mg/l 87) و بیش ترین BOD (mg/l 77/14) را به خود اختصاص داده اند که حاکی از وضعیت نامطلوب تالاب از نظر کیفی می باشد. محاسبه شاخص (TSI) براساس (TP) نشان می دهد که تالاب میانکاله در چهار ایستگاه دهنه چپقلی، قره سو، گلوگاه و میان قلعه در شرایط هایپرتروفیک (80-70) و در ایستگاه های بندرگز و اسماعیل سای در شرایط یوتروفیک (70-60) قرار دارد. از طرفی براساس (TN) به جز ایستگاه گلوگاه که همه ایستگاه ها در شرایط هایپرتروفیک حاد (100-80) می باشند. به طور کلی براساس شاخص TSIکل (29/62)، وضعیت تالاب در محدوده یوتروفیک (70-60) می باشد. نتایج به دست آمده برای TRIX نشان می دهد که دو ایستگاه دهنه چپقلی و گلوگاه در محدوده مزوتزوفیک (5-4) و بقیه ایستگاه‎ها در محدوده الیگوتروفیک (4-2) قرار می گیرند که حاکی از وضعیت نامطلوب تالاب از نظر تروفی می‎باشد. عامل اصلی این شرایط تخلیه فاضلاب ها و زه آب های خروجی از واحدهای مختلف در حاشیه تالاب که حاوی مقادیر زیادی ترکیبات نیترات و فسفات هستند، می باشد لذا تاکید بر استفاده صحیح و متوازن منطبق بر نیاز خاک از کودهای شیمیایی به منظور کاهش بار عناصر ریز مغذی می بایست برنامه ریزی گردد
    کلیدواژگان: آلودگی، اکوسیستم آبی، تغذیه گرایی، کیفیت آب، مواد مغذی
  • مجید یزدان دوست*، سمانه یادگاری صفحات 2541-2560
    میخ های مارپیچی یکی از انواع المان تسلیح است که در راستای رفع معایب میخ های تزریقی معرفی شده است. به دلیل نوظهور بودن میخ های مارپیچی و محدود بودن مطالعات انجام شده جهت شناخت کافی و دقیق از عملکرد سیستم های مسلح شده با این نوع از میخ ها و عدم وجود دستورالعمل های مستقل در این زمینه، ضروریست تا با گسترش مطالعات کاربردی بر روی رفتار سیستم های مسلح شده با میخ های مارپیچی، بستری مناسب جهت تدوین دستورالعمل های لازم برای تحلیل و طراحی این سیستم نوظهور فراهم شود. برای دستیابی به این هدف، در مطالعه حاضر به بررسی تاثیر زاویه، طول، چیدمان و آرایش طولی میخ ها بر عملکرد دیوارهای مسلح شده با میخ های مارپیچی تحت بارگذاری یک پی نواری پرداخته شده است. به این منظورتعدادی آزمایش بارگذاری سطحی بر روی مدل های فیزیکی با مقیاس 1:10 و در شرایط g1 انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که زاویه 15 درجه می تواند به عنوان زاویه بهینه برای اجرای میخ های مارپیچی معرفی شود. از سوی دیگر مشاهده شد که افزایش یکنواخت طول میخ در امتداد ارتفاع دیوار و همچنین استفاده از زاویه 15 درجه برای نصب میخ های مارپیچی باعث کاهش عمق نفوذ سطح گسیختگی و ابعاد گوه گسیختگی می شود. همچنین مشاهده شد که افزایش ظرفیت باربری پی نواری، به تعویق انداختن گسیختگی و همچنین کاهش جابجایی های جانبی دیواره از مزایای استفاده از میخ های مارپیچی به جای میخ های تزریقی می باشد.
    کلیدواژگان: دیوار میخکوبی شده، میخ مارپیچی، سطح گسیختگی، مدل فیزیکی، بارگذاری قائم
|
  • Michael Kazemzadeh, Pezhman Zoghi, Amir Ali Zad * Pages 2343-2364
    Today, soil and groundwater contamination by toxic and dangerous pollutants has been raised as a global environmental problem. Soil contamination by heavy metals, especially cadmium (Cd), is a big problem with harmful effects on human health and the earth's ecology. This heavy metal also affects the geotechnical properties of the soil, leading to irreparable effects on the soil beneath structures. One of the efficient and economical methods to rehabilitate soil contaminated with Cd is the stabilization of this toxic metal in the soil by zero-valent iron nanoparticles. The present study is conducted on the effect of heavy metal cadmium contamination on some geotechnical characteristics of soil using Etterberg limit tests (liquid limit and plastic limit), uniaxial compressive strength (UCS), and compaction. Next, this contamination is stabilized in soil by using zero-valent iron nanoparticles, and the characteristics of the modified soil are examined. For this purpose, these nanoparticles were prepared by reducing Ferric Chloride (FeCl3) with sodium borohydride (NaBH4) in a vacuum environment. The laboratory results illustrate the high efficiency of these synthesized nanoparticles in removing ionic cadmium in the sample so that the amount of absorbable Cd in the samples was significantly reduced by using them in optimal conditions. The results show a very high effect in changing the amount of kaolinite and cadmium and the presence of nanoparticles on the soil’s geotechnical parameters. Also, the results of the unconfined compression tests showed that the uniaxial stress of samples with iron nanoparticles increased by 45.6, 63, 67.1, and 67.7%, respectively,
    Keywords: Soil Contamination, Cadmium, Nanoscale zero-valent iron, Stabilization, Kaolinite
  • Javad Mohseni Pour Asl, Majid Gholhaki *, MohammadKazem Sharbatdar Pages 2365-2404

    In this paper, the mechanical properties and microstructure of cement mortar containing various recycled wastes under acidic, neutral and alkaline environmental conditions are investigated. Recycled wastes including glass powders, eggshells, iron and rubber were replaced with cement in amounts of 7, 14 and 21% by weight. After psychological examination (mini-slam), all samples at the ages of 7, 28 and 90 days underwent compressive, tensile and flexural strength tests, as well as microstructural tests including electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) tests. Were located. Acidic environment with pH = 2.5, alkaline environment with PH = 12.5 and neutral environment (normal water) with PH = 7 were considered for processing the samples. The results show that the highest increase in compressive, tensile and flexural strength compared to the reference sample is 33% in acidic environment, 90% in neutral and acidic environment and 67% in acidic environment of cement mortar and the presence of recycled waste, respectively. Helps improve mechanical properties under acidic processing conditions. Also, the addition of rubber powder to the cement mortar composition has reduced the compressive, tensile and flexural strength up to 6.11, 2 and 2.6 times compared to the reference sample, which is not technically recommended for use in construction projects. Using glass powders, iron and eggshell powder in amounts of 7%, the water absorption of the samples at the ages of 7, 28 and 90 days can be reduced to 7.11, 13.22 and 9.29% compared to the reference sample. Dad.

    Keywords: Cement Mortar, Recycled waste, Mechanical Properties, Microstructure tests, Acidic, alkaline environments
  • Ali Parvari *, Mehdi Vajdian, Sina Naseri Pages 2405-2428
    In steel structures, joints play an important role in the behavior of the structure. In this paper, using numerical modeling with Abacus finite element software, several different models of connection to steel columns, modeling and placement cases have been taken. This paper investigates the effect of beam-to-column connection with two types of t-bar and corner joints. Therefore, 20 models with different conditions of different thickness and different types of hardeners, as well as 6 models with columns have been studied. Abacus finite element software has been used for modeling. All models are modeled in this software. Used to load cyclic loads.The results show that the model with t-bar hardener has a higher and has 12 to 28% higher bending capacity in the joint than the corner hardener. With increasing the thickness of the corner or spray, the connection of the beam to the column has increased to about 12 to 25% of the capacity, in the thickness of 18 mm, the anchor capacity has increased by 12% and in the thickness of 20 mm, it has increased by 25%. Is. The model of columns with concrete is about 15 to 25% different from the similar model without concrete, and the model of columns with concrete has more bearing capacity.
    Keywords: t-bar, angle, Connection, hardener, Cyclic loading
  • Mostafa Shafaati, Mahmoud Saffarzadeh * Pages 2429-2440

    Congestion in the public transportation in Tehran is a convenient problem especially in the pick hours. Transferring in a congested transit vehicle makes passengers feel discomfort during their trips. Another important thing is the idea of time which is a subjective issue which means that passengers experience their travel times differently in a specific time interval. The literature has confirmed this issue, so the idea of “perceived travel time” has been introduced for many years. It implies that a passenger travelling by a congested public transport vehicle feels like the time is passing slower compared to those who are travelling in uncongested vehicles. The idea of perceived travel time has led some researchers to the concept of “perceived travel time reliability”. This paper is aimed at demonstrating the necessity of paying attention to these two concepts for the public transport system in Tehran. For this purpose, the first line of BRT system of Tehran has been considered as a case study. Using Automated Fare Collection (AFC) and Automatic Vehicle Location (AVL) data in a pick hour of a work day back in the autumn of 2019 and before spreading the corona virus, the perceived travel time and perceived travel time reliability are calculated. The results show that there is a significant difference between perceived and nominal. The differences show the necessity of reconsidering the analysis of public transport systems using the nominal travel time and travel time reliability. In fact, it seems that using the perceived will be more helpful

    Keywords: Public Transportation, perceived travel time, perceived travel time reliability, Congestion, nominal travel time
  • Reza Fathi, Mohammadreza Elyasi, Jahangir Khazaei * Pages 2441-2472

    Using new and environmentally friendly materials to stabilize problematic soils is one of the challenges facing geotechnical engineers. Nanoclays are highly reactive due to their high specific surface area, low specific gravity, fine particles, and are also considered as an effective and environmentally friendly stabilizer due to their uniformity with soil materials. In the present study, the effect of Nanoclay on the behavioral properties of Kermanshah's clay fine-grained soil has been evaluated. For this purpose, after having conducted index and identification tests on the natural soil, Nanoclay was added to the studied soil with 0.5, 1, 2, and 4 percent by weight of the dry soil, and Atterberg, consolidation, unconfined compressive strength and California bearing ratio tests were conducted on these samples in curing periods 1, 14, 28 and 60 days. Also, the durability of the stabilized samples was investigated by applying wet-dry cycles, and to investigate the effect of Nanoclay on the soil microstructure, imaging was captured from unstabilized and stabilized samples by scanning electron microscopy. The results show that the stabilization performance is significantly dependent on the amount of Nanoclay and curing periods. Also, according to the results, the optimal amount of Nanoclay is 4%, and the presence of this amount of Nanoclay and increasing curing periods has increased the plastic index, compressive strength and soil bearing ratio and decreased the coefficient of consolidation, settlement, Compression, permeability, and soil swelling. It is noteworthy that soil durability against environmental conditions has also increased.

    Keywords: Stabilization, Soft Clay Soil, Nanoclay, Consolidation, Wet, Dry Cycle
  • Navid Khayat *, Ali Nourozi Mohammadi, Ahad Nazarpour Pages 2473-2486
    The present study, which is of an applied type, was conducted with the aim of geotechnical zoning of the soil of Ahvaz city using GIS. By collecting geotechnical information obtained from 200 drilled boreholes to a depth of 10 meters and using ArcGis, soil geotechnical parameters were zoned in Ahvaz. Factors affecting soil bearing capacity including soil adhesion, internal friction angle, and soil specific gravity were selected for zoning. The zoned interpolation map of the internal friction angle in Ahvaz city showed that with increasing soil depth, the internal friction angle has increased. With increasing depth, the internal friction angle has increased, so that at a depth of 10 meters, in most boreholes drilled in the mentioned areas, the amount of internal friction angle has increased to more than 41 degrees. The results of the adhesion zoning map based on the drilled boreholes showed that there is no statistical relationship between this geotechnical component and the depth increase. Also, the study of soil-specific gravity based on drilled boreholes and zoning interpolation map in the present study showed that with increasing soil depth, the average specific gravity increased significantly from 1.6% at 2 m depth to 47.9% at depth of 10 Meters has been reached. In general, these components, especially specific gravity, are related to determining the load-bearing capacity of the soil and can be used to assess the feasibility of choosing the best spatial option for the construction of specific projects.
    Keywords: Soil Zoning, Internal Friction Angle, Soil Adhesion, Geographic Information System (GIS), Ahvaz Soil
  • Shahin Fatahi Dehkbodi, Ebrahim Farrokh *, Davood Lotfi Pages 2487-2502

    The forces applied to cutting discs are among the most important design parameters for tunnel boring machines (TBMs) used in rock excavation. These forces include normal and rolling forces, which are influenced by factors such as penetration depth, spacing, linear and rotational speed of the disc. Therefore, it is necessary to carefully examine these forces for the design of TBMs. Linear cutting tests are time-consuming and expensive, so high-accuracy numerical simulations can be a suitable alternative. In this article, LS-DYNA software was used to conduct simulations for the validation of two behavioral models of concrete, Johnson Halmquist (JHC) and RHT. The effect of variables such as penetration depth, linear and rotational speed of the disc on the forces was investigated. The results indicate that penetration depth has a significant effect on both normal and rolling forces. Increasing the penetration depth from 2.5 to 7.6 mm results in an increase in normal force from 96 to 159 kN and an increase in rolling force from 6.1 to 22.5 kN. As the linear and rotational speed of the discs increase, the forces decrease slightly. However, increasing the linear speed from 0.33 to 1.65 mm only causes a 13% decrease in normal force (from 155 to 175 kN) and a 5% decrease in rolling force (from 20.6 to 19.5 kN), according to the obtained results.

    Keywords: disc cutter, LS-DYNA simulation, Linear cutting test, normal force, rolling force
  • Fatemeh Yousofvand, Jamal Mohammad Vali Samani *, Hossein Mohammad Vali Samani Pages 2503-2526
    In recent years, the issue of identifying polluting sources in rivers has been one of the most important topics in scientific researches in the field of water. In the main researches, the pollutant sources have been considered as the point sources and in order to recover pollutant concentration, it is necessary to have an observation point for each source. In this study, the places where groundwater enters to river are considered as several distributed sources with known location and length and goal is to recover the intensity of sources, using only one observation point. The sources which considered in this research are distributed sources with constant loading and significant distance from each other. The existence of significant distance among sources prevents the complete mixing of concentration at observation point. This matter and also the constant intensity of loading, makes it possible to recover several distributed sources using only one observation point. For this purpose, the inverse solution of the advection-dispersion equation is done using the simulation-optimization approach. To design the backward model, MIKE11, linked with genetic algorithm in MATLAB. Considering one observation point for recovering the salinity intensity of several distributed sources and providing a general framework to recovery of distributed sources are advantages of the present study. The performance of the developed approach is evaluated under different examples and measurement error conditions. The computational results indicated the backward model can recover the salinity intensity of several distributed sources with high accuracy using only one observation point, even with noise.
    Keywords: Backward Model, simulation-optimization approach, MIKE11 numerical model, the salinity Distributed sources, genetic algorithm
  • Maryam Mirhashami, Ali Shahnazari *, Kamran Nasirahmadi Pages 2527-2540
    The present study was conducted with the aim of investigating the water quality characteristics and nutritional status of Miankaleh wetland using Carlson Trophy Index (TSI) and TRIX. Measurement of parameters has been done during 6 seasons and 8 sampling periods in 6 stations of Dahane-ye-chopoghli, Bandar-e-Gaz, Gharehsu, Galogah, Ismaeilsay and Miyan ghaleh. Based on the presented results, Dahane-ye-chopoghli, and Gharehsu stations respectively have the highest amounts of phosphate (0.12 mg/l), nitrate (11.04 mg/l), the lowest DO (87 mg/l) and the highest BOD (mg/l 14/77) which indicates the unfavorable condition of the wetland in terms of quality. Calculation of index (TSI) based on (TP) shows that Miankale wetland is in hypertrophic condition (70-80) in four stations and in eutrophic condition (60-70) in Bandar-e-Gaz and Ismaeilsay stations. On the other hand, based on (TN), except for Galogah station,, the rest of the stations are in acute hypertrophic condition (80-100). In general, based on the total TSI index (29.62), the status of the wetland is in the eutrophic range (60-70). The main cause of these conditions is the discharge of sewage and drains from different units on the edge of the lagoon, which contain large amounts of nitrate and phosphate compounds. Therefore, emphasizing the correct and balanced use of chemical fertilizers in accordance with soil needs in order to reduce the load of micronutrient elements should be planned.
    Keywords: aquatic ecosystem, nutrients, Eutrophication, Pollution, Water Quality
  • Majid Yazdandoust *, Samaneh Yadegari Pages 2541-2560
    In the current study, the performance of helical soil-nailed walls (HSNWs) was evaluated under footing loading using reduced-scale model tests. For this purpose, sixteen soil-nailed wall models were constructed with different lengths, patterns and inclinations of the helical nails and then were loaded to failure using the strip footing. The quantitative and qualitative responses of the models to footing loading were identified in terms of the wall displacements, the deformation modes and the bearing capacity of footing. Particle Image Velocimetry (PIV) technique was also used to trace shear bands and identify the failure mechanism. PIV results showed that increasing the nail length, as well as using a square pattern and a 15° angle to install the nails, could be three effective solutions to reduce the penetration depth of the slip surface and, consequently, to limit wedge failure dimensions. Findings also indicated that 15° can be introduced as the optimal inclination for installing helical nails in walls under strip footings to achieve the maximum bearing capacity and minimum lateral wall displacements.
    Keywords: Soil-Nailed Wall, helical nail, failure surface, physical model test, strip footing loading