فهرست مطالب

مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز - سال پنجاه و سوم شماره 4 (پیاپی 113، زمستان 1402)

نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
سال پنجاه و سوم شماره 4 (پیاپی 113، زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/01
  • تعداد عناوین: 18
|
  • وحید رضا اوحدی*، علیرضا وجدانی وحید صفحات 1-12
    در زمینه تاثیر حرارت و نوع کاتیون لایه آب دوگانه رس بر جذب فلزات سنگین، تحقیقات محدودی صورت گرفته است. هدف اصلی این پژوهش، تعیین تاثیر حرارت و کاتیون لایه آب دوگانه بر جذب یون مس در بنتونیت (Bentonite) است. ابتدا نمونه ‎های بنتونیت تحت حرارت‎ های 25 تا 1000 درجه سانتی‎گراد قرار گرفته و سپس فلز سنگین مس در غلظت‎ های 10 الی cmol/kg-soil 200، به بنتونیت اضافه شده و رفتار ژئوتکنیک زیست‎ محیطی نمونه ها مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش حرارت تا پیش از دمای دی ‎هیدروکسیلاسیون (Dehydroxylation)، بر نگهداشت یون مس توسط بنتونیت، اثر قابل توجهی نداشته و سپس جذب و نگهداشت مس به دلیل تخریب ساختمان رس کاهش می‎ یابد و در دمای 1000 درجه ناچیز می ‎شود. کلسیم- بنتونیت (Calcium Bentonite) در برابر تغییرات حرارت در مقایسه با سدیم- بنتونیت (Sodium Bentonite) پایدارتر است. نتایج تحقیق حاضر بیان گر اهمیت حضور کربنات کلسیم در حفظ ظرفیت بافرینگ (Buffering Capacity) خاک هایی است که دماهای بزرگ تر از 600 درجه را تجربه می کنند.
    کلیدواژگان: رس، حرارت، آلاینده فلز سنگین، کاتیون لایه آب دوگانه، دی‎ هیدروکسیلاسیون
  • مینا ملک دوست پیشکناری، محمد آزادی*، مجید قیومی صفحات 13-23
    با توجه به مشکلات اقتصادی و زیست محیطی استفاده از مواد تثبیت کننده سنتی مانند سیمان و آهک، بکارگیری روش های نوین بهسازی خاک نظیر روش بیولوژیکی مورد توجه مهندسین ژئوتکنیک قرارگرفته است. به دلیل وجود مناطق گسترده در جهان و ایران با شرایط محیطی گوناگون، لازم است که کارایی تثبیت خاک در محیط های گوناگون ارزیابی شود و در این راستا لزوم بررسی تاثیر شرایط محیطی بر کارایی روش تثبیت نوین بیولوژیکی احساس می گردد. از سوی دیگر در طراحی یک سازه ژئوتکنیکی باید به دو عامل مقاومت و تغییرشکل توجه نمود، ازاین رو در این پژوهش تاثیرات سیکل های ذوب و انجماد بر پارامترهای تغییرشکلی ماسه تثبیت شده به روش بیولوژیکی ارزیابی می شود و عوامل گوناگونی نظیر فشار همه جانبه، تعداد سیکل های ذوب و انجماد تغییرات دما در هر سیکل و مدت زمان هر سیکل مورد ارزیابی قرار می گیرد. بدین منظور آزمایش های سه محوری استاتیکی تحکیم یافته زهکشی نشده انجام می شود و منحنی های تنش انحرافی- کرنش محوری، سختی و تری (Esec)، سختی مماسی (Etan)، سختی معادل 50 درصد مقاومت بیشینه (E50) و انرژی جذب شده (EA) مورد ارزیابی قرار می گیرد. به منظور طراحی آزمایش ها و ارائه رابطه ای برای پیش بینی برخی از پارامترهای تغییرشکلی از روش تاگوچی (Taguchi) استفاده می شود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که اعمال سیکل های ذوب و انجماد موجب کاهش پارامترهای تغییرشکلی نمونه های تثبیت شده می شود. اثر مخرب سیکل های ذوب و انجماد بر سختی بیشتر از انرژی جذب شده می باشد. همچنین نتایج تحلیل واریانس مشخص ساخت که به ترتیب، فشار همه جانبه، تعداد سیکل های ذوب و انجماد، کمینه دمای سیکل ها، بیشینه دمای سیکل ها و مدت زمان آن ها بیشترین اهمیت را در مقدار E50 دارند.
    کلیدواژگان: سیکل های ذوب و انجماد، تثبیت به روش بیولوژیکی، پارامترهای تغییرشکلی، سختی، آزمایش سه محوری
  • افشین دیبامهر، فریبا بهروز سرند*، رامین وفایی پور سرخابی صفحات 24-35

    به فرایند تشکیل پیوندهای سیمانته آلومینوسیلیکاتی در حضور فعال کننده بازی ژئوپلیمریزاسیون (Geopolymerization) اطلاق می گردد که به عنوان نسل سوم پیوند دهنده ها بعد از آهک و سیمان جهت بهسازی خاک های مساله دار مطرح شده است. در پژوهش حاضر از این روش برای بهسازی خاک مارن سبز تبریز استفاده شده و خصوصیات مکانیکی نمونه های تثبیت شده به کمک آزمایشات تک محوری مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور زئولیت (Zeolite) و متارس (Metaclay) به صورت جداگانه به عنوان منابع آلومیناسیلیکات (Aluminosilicate) و محلول هیدروکسیدسدیم (Sodium hydroxide) به عنوان فعال کننده بازی ب کار رفته و اثر درصد وزنی زئولیت و متارس، غلظت فعال کننده بازی و زمان عمل آوری بر روی مقاومت فشاری نمونه ها بررسی شده است. نتایج آزمایشات حاکی از تاثیر مناسب مکانیسم ژئوپلیمریزاسیون در اصلاح مشخصات مقاومتی خاک رسی کربناته بوده به طوری که در نمونه های بهینه ژئوپلیمری زئولیتی و متارسی مقاومت فشاری نمونه ها به ترتیب 12 و 7 برابر نمونه مارن سبز خالص می باشد. بهینه ترین غلظت محلول بازی برای نمونه های ژئوپلیمری زئولیتی و متارسی 12 مولار (Molar) بوده و افزایش غلظت به بیش از 12 مولار در نمونه های ژئوپلیمری زئولیتی اثر منفی بر مقاومت نمونه ها گذاشته و در نمونه های ژئوپلیمری متارسی نیز تاثیر این عامل چشمگیر نیست. در غلظت های بالای 4 مولار محلول بازی به ازای تمامی درصدهای وزنی زئولیت و یا متارس، مقاومت تک محوری نمونه های ژئوپلیمری زئولیتی بیشتر از نمونه های ژئوپلیمری متارسی می باشد. همچنین در نمونه های ژئوپلیمری کرنش گسیختگی نسبت به نمونه مارن سبز خالص 25 تا 50 درصد کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: مارن سبز، ژئوپلیمریزاسیون، زئولیت، متارس، آزمایش تک محوری، سیمانتاسیون
  • سید ابراهیم مطلبی، مهدی پورشاء*، زهره بهلولی صفحات 36-52
    در آیین نامه های طراحی سازه ها در برابر زلزله، با کاهش مقاومت سازه نسبت به حالت الاستیک اجازه تغییرشکل های فراارتجاعی به سازه داده می شود. کاهش در مقاومت، باعث ورود سازه به مرحله غیرالاستیک می گردد. از این رو، محاسبه و کنترل تغییرمکان غیرالاستیک یک سازه حائز اهمیت است. در این مطالعه، نتایج یک مطالعه تحلیلی با هدف ارزیابی نسبت جابه جایی غیرالاستیک برای سیستم های یک درجه آزاد که در معرض 78 زمین لرزه حوزه دور و نزدیک گسل در ساختگاه های D و C (منطبق بر آیین نامه NEHRP2003) قرار گرفته اند، ارائه می شود. زلزله های حوزه نزدیک گسل شامل رکوردهای با اثر پرتابی، جهت داری پیش رونده و بدون پالس می باشند. در این مطالعه، تاثیر پریود ارتعاش، پریود پالس، سطح شکل پذیری و نسبت میرایی مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین برای بررسی تاثیر زوال چرخه ای، از رفتار هیسترتیک دو خطی (Bilinear Hysteretic) با مدل اصلاح شده ایبارا- مدینا- کراوینکلر (Modified Ibarra-Medina-Krawinkler) استفاده می شود. در این پژوهش، یک مقایسه جامع و کامل برای  تحت اثر انواع مختلف رکوردهای زلزله حوزه نزدیک و دور از گسل انجام شده و نتایج با رابطه پیشنهادی FEMA 440 و همچنین رابطه ارائه شده توسط Miranda مورد مقایسه قرار می گیرد. مطالعه حاضر نشان می دهد که روابط موجود برای ضریب  بر پایه رکوردهای حوزه دور از گسل، برای ارزیابی  تحت اثر رکوردهای حوزه نزدیک گسل دارای پالس، به ویژه رکوردهای با اثر پرتابی، مناسب نبوده و باعث طراحی غیرایمن سازه می شود. در نهایت، با استفاده از نتایج به دست آمده در این مطالعه و با بهره جویی از تحلیل رگرسیون غیرخطی، روابطی برای نسبت جابه جایی غیرالاستیک برای دسته های مختلف رکورد زلزله ارائه می گردد.
    کلیدواژگان: نسبت جابه جایی غیرالاستیک، حوزه نزدیک گسل، اثر پرتابی، اثر جهت داری پیش رونده، رکورد حوزه نزدیک بدون پالس، حوزه دور از گسل
  • تورج تقی خانی*، علیرضا بینوایان صفحات 53-64
    خطوط انتقال نیرو در صنعت برق به دلیل پراکندگی در سطح کشور و عبور از مناطق جغرافیایی مختلف تحت شرایط اقلیمی گوناگون و سخت هرساله با حوادث و خرابی های متعددی روبرو می شوند. به دلیل اهمیت این بخش در صنعت برق نظارت مستمر بر کارکرد دکل های مشبک فلزی نگهدار این خطوط امری ضروری است. در سال های اخیر پایش برخط عملکرد سازه ها با نظارت بر تغییرات پاسخ دینامیکی آن ها از طریق نصب حسگر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. لیکن شناسایی محل خرابی در سازه هایی مانند دکل های مشبک فلزی که اجزای متعددی دارند، مشکلاتی را به همراه داشته که ضرورت به کارگیری تکنیک هایی با قابلیت حجم پردازش بالا را اجتناب ناپذیر می کند. یکی از راه حل ها، بهره گیری از روش های مبتنی بر یادگیری ماشین است که مورد توجه محققین مختلف قرار گرفته است. در این مقاله تلاش می گردد که با بهره گیری از یکی از الگوریتم های طبقه بندی در یادگیری ماشین محل، نوع و میزان خرابی در اتصالات پیچی در این سازه ها شناسایی گردد. از این رو ابتدا یکی از دکل های رایج خطوط انتقال در کشور، مدل سازی و تحت بار باد تحلیل دینامیکی می شود. سپس اتصالات مختلف آن در ناحیه پایه های دکل انتقال نیرو با استفاده از نرم افزار مدل سازی می گردد. در ادامه مجموعه ای محدود از اشکال مختلف آسیب در اتصالات شبیه سازی و شکل های مودی و فرکانس های طبیعی در این شرایط برای آموزش الگوریتم طبقه بندی استخراج می شود. از پایگاه داده ای به دست آمده جهت شناسایی آسیب در سناریوهای مختلف استفاده می شود. نتایج این تحقیق تاکید بر موثر بودن روش انتخابی در شناسایی محل انواع خرابی تعریف شده در اتصالات پایه دکل ها و میزان آن دارد.
    کلیدواژگان: دکل های انتقال نیرو، اتصالات وصله ای، پایش سلامت سازه ای، فرکانس های طبیعی، شکل های مودی
  • مهدی سلیمانی قره گل، حمید چاکری*، محمد تقی نسب صفحات 65-74

    با توجه به نیازهای روزافزون برای ساخت تونل های جدید، موضوع تقاطع تونل با سازه های زیرزمینی (قنات) بیشتر مورد توجه مهندسان و محققان قرار گرفته است. هنگامی که تونلی با قطر بزرگ در مجاورت سازه های زیرزمینی موجود (قنات) حفر شود باعث ایجاد تغییراتی در شکل، جابه جایی ها، ممان ها و نیروهای محوری تولید شده و تنش های کششی و فشاری خواهد شد. در این مقاله به منظور بررسی تاثیر فشار سینه کار در حفاری تونل خط دو متروی تبریز بر روی قنات های موجود در کیلومتراژ 750+3 از نرم افزار عددی FLAC3D استفاده شده است. در مدل عددی فاصله تونل از قنات در دو حالت 5/2 و 5 متری و نیز دو حالت با زوایای موازی (صفر درجه) و عمود (90 درجه) تونل نسبت به قنات در نظر گرفته شده و به بررسی مقدار مجاز جابه جایی های قنات و تونل پرداخته شده است. به منظور صحت سنجی مدل عددی نتایج حاصل از مدل سازی با نتایج ابزاربندی و روابط تحلیلی مقایسه گردیده است. نتایج نشان داد که میزان اختلاف نتایج مدل عددی با نتایج ابزاربندی در حدود 8 درصد و در مقایسه با روابط تحلیلی حدود 3 درصد می باشد. بر اساس نتایج مدل سازی عددی با افزایش فشار میزان جابه جایی های اتفاق افتاده در سیستم نگهداری قنات و زمین تا 60 درصد کاهش می یابد و با کاهش فشار جابه جایی های رخ داده زیادتر می شود. همچنین افزایش فشار سبب کاهش 27 تا 42 نیروی محوری به وجود آمده در سیستم نگهداری قنات می گردد.

    کلیدواژگان: قنات، فشار سینه کار، نشست سطح زمین، مدل سازی عددی، FLAC3
  • محمد بهبودی، امیرعلی زاد*، مریم یزدی، امین توحیدی صفحات 75-84

    وجود پدیده واگرایی در رس ها به دلیل پراکنده شدن و افزایش نیروی دافعه بین ذرات تحت شرایط خاصی، مشکلات زیادی را برای پروژه های عمرانی ایجاد می کند. با توجه به پیشرفت صنعت بازیافت مواد زائد و تاثیر آن ها در کاهش مشکلات زیست محیطی، در این پژوهش از پودر شیشه بازیافتی جهت بهسازی خاک های واگرا (Dispersive Soil) استفاده شده است. برای این منظور ترکیبات مختلفی از پودر شیشه به مقدار وزنی صفر، 2، 4، 6 و 8 درصد وزن خاک، به رس واگرا افزوده شد سپس نمونه ها تحت آزمایش های مختلف ژئوتکنیکی قرار گرفتند و میزان تغییرات پتانسیل واگرایی و همچنین بهبود ویژگی های ژئوتکنیکی خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد، با افزودن 8 درصد پودر شیشه به خاک، پتانسیل واگرایی به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. در این حالت طبق نتایج آزمایش هیدرومتری دوگانه، پتانسیل واگرایی حدود 7/71 درصد کاهش یافت و بر اساس نتایج آزمایش کرامب، خاک در رده خاک های غیرواگرا قرار گرفت. همچنین نتایج آزمایش حدود اتربرگ نشان دهنده کاهش شاخص خمیری نمونه ها است. بررسی نتایج آزمایش تراکم نشان داد با افزودن پودر شیشه به خاک پیوستگی مناسبی بین ذرات خاک به وجود آمده و حداکثر چگالی خشک افزایش یافته است. بیشترین افزایش مقاومت فشاری محدود نشده در دوره عمل آوری 7، 14 و 28 روزه در نمونه های اصلاح شده با 6 درصد پودر شیشه مشاهده شد. علت اصلی افزایش مقاومت، تغییر در ساختار خاک واگرا در اثر واکنش های پوزولانی (Pozzolanic reactions) و تشکیل ژل هیدرات سیلیکات کلسیم (Calcium silicate hydrate gel) بود که باعث ایجاد ساختاری متراکم تر و در نهایت منجربه بهبود ویژگی های مقاومتی خاک واگرا شده است.

    کلیدواژگان: خاک واگرا، پودر شیشه بازیافتی، تثبیت خاک، آزمایش هیدرومتری دوگانه، آزمایش کرامب
  • یزدان شمس ملکی* صفحات 85-99
    رفتار پیش لرزه ای دپوهای طبیعی و خاکریزهای مصنوعی متشکل از مصالح دانه ای به شدت تابع وضعیت دانه بندی آن هاست. در این مقاله مدل های فیزیکی کوچک- مقیاس ساخته شده از مصالح دانه ای خشک، از نوع ماسه و شن بددانه بندی شده با چگالی نسبی کم تا متوسط مابین 20% تا 60% مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مطالعه، مدل های فیزیکی لایه خاکریز دانه ای به کمک ابزار دقیق، برای اندازه گیری فرکانس های طبیعی تجهیز شده اند. اثر اجتناب ناپذیر سختی بالای مرزهای مصنوعی در مدل سازی های فیزیکی، یعنی دیواره های جعبه صلب بر پاسخ های فرکانسی محاسبه شده است. حسگرهای شتاب برای کنترل اثرات دانه بندی و چگالی نسبی بر مقادیر فرکانس های طبیعی در ارتفاع مدل خاکریز نصب شده اند. از روش پالس ضربه و استخراج توابع تاریخچه زمانی و طیفی شتاب جهت برآورد پاسخ های فرکانس طبیعی خاکریز با مصالح دانه ای مختلف، استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که با افزایش اندازه ذرات خاک دانه ای بددانه بندی شده و کاهش ناگزیر چگالی نسبی آن در یک انرژی تراکمی یکسان، مقادیر فرکانس طبیعی (تشدید) آن کاهش می یابد. همچنین در بین عوامل هندسی مدل، اثر ارتفاع مدل فیزیکی بر فرکانس طبیعی، بیشتر از اثرات طول و عرض مدل است. رابطه ریاضی وابستگی فرکانس طبیعی مدل به اندازه میانگین ذرات مصالح دانه ای به شکل سهموی واسنجی شده است.
    کلیدواژگان: خاکریز دانه ای، فرکانس طبیعی، مدل فیزیکی، مدل پیش لرزه ای، اندازه ذرات
  • امیرحسین اسفندیاری، فرهاد قادری* صفحات 100-111

    هدف این مطالعه تجزیه و تحلیل پتانسیل سیل خیزی و تولید رواناب حوضه آبخیز سد شهید رجایی ساری بر اساس GIS (Geographic Information System) و رویکرد سنجش از دور است. در این مطالعه سنجش فرسایش پذیری خاک بر اساس مدل جهانی هدررفت خاک با پارامترهای ورودی فرسایندگی باران، فرسایش پذیری خاک، فاکتورهای توپوگرافی: طول و درجه شیب، مدیریت پوشش اراضی، عملیات حفاظتی انجام شد. بدین منظور قبل از تولید نتایج این فاکتورها در ابتدا داده های ورودی از جمله DEM (Digital Elevation Model)، شیب، لایه زمین شناسی، لایه کاربری زمین، بارش، خاک، شاخص پوشش گیاهی تهیه شد و الگوی توزیع مکانی آن ها در محدوده مورد مطالعه توصیف و تحلیل شد. نتایج نشان داد شدت فرسایندگی باران در نواحی شمال غربی محدوده مورد مطالعه بیشتر از بقیه بخش های آن است. مقادیر فاکتور پوشش اراضی در اراضی جنگلی متراکم و نواحی بدون فرسایش، صفر و نزدیک به صفر و در اراضی با فرسایش پذیری بالاتر شامل مراتع تخریب یافته و کوه های بدون پوشش گیاهی و نسبتا لخت تا 42/0 بود. بخش هایی از جنوب و جنوب غربی حوضه بیش از 9000 تن در هکتار در سال فرسایش داشت. نتایج آزمون همبستگی پیرسون نشان داد که در سطح اطمینان 99 درصد ارتباط بین پتانسیل سیل‏ خیزی منطقه با فاکتور فرسایش خاک از نظر آماری مستقیم و معنادار است. نتیجه گیری کلی حاکی از آن است که تکنیک های سنجش از دور و GIS در صورت تلفیق با مقادیر سنجش میدانی پارامترهای مورد مطالعه، می تواند در حوضه مطالعات محیط زیستی رشته مهندسی عمران کاربرد های زیادی داشته باشد.

    کلیدواژگان: GIS، رواناب، سنجش از دور، فرسایش خاک
  • حامد چهره گشا، حبیب حکیم زاده، نازیلا کاردان* صفحات 112-125
    در خطوط لوله انتقال نفتی، نیروهای وارده به لوله ها از پارامترهای مهم طراحی به شمار می روند. مقدار این نیروها بر حسب تغییر در نحوه قرارگیری لوله های مجاور نظیر فاصله بین لوله ها، نسبت ابعاد لوله ها و نیز آرایش قرارگیری آن ها تحت تاثیر قرار می گیرد؛ از این رو در پژوهش حاضر، بررسی تغییرات نیروهای هیدرودینامیکی برای حالات مختلف قرارگیری لوله ها تحت شرایط هیدرودینامیکی مختلف مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، نیروهای هیدرودینامیکی لحظه ای وارد بر خطوط لوله فراساحلی مرکب تحت جریان های دائمی محاسبه و مورد تحلیل قرار گرفته اند. کلیه شبیه سازی ها به صورت سه بعدی و در محیط نرم افزار ANSYS FLUENT16.0 انجام شده است. با تغییر سرعت جریان سیال و قطر سیلندر اصلی، تاثیر تغییرات عدد رینولدز بر ضرایب نیروهای هیدرودینامیکی لحظه ای وارد بر خطوط لوله مرکب مورد بررسی قرار گرفت. پس از بررسی های اولیه، مدل آشفتگی گردابه های بزرگ (LES) و سلول بندی منظم انتخاب گردید. در ادامه تاثیر فاصله نسبی سیلندر اصلی تا بستر (e/D)، فاصله نسبی دو سیلندر از یکدیگر (G/D) و قطر نسبی (d/D) مورد پژوهش قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش سرعت، مقادیر میانگین زمانی ضرایب پسا (Drag coefficient) و برآ (Lift coefficient) لوله اصلی به ترتیب در حدود 15% و 30% کاهش می یابد. در مورد لوله فرعی این کاهش برای میانگین زمانی ضرایب پسا و برآ به ترتیب در حدود 13% و 25% است. اما با افزودن لوله فرعی سوار بر لوله اصلی، مقادیر میانگین زمانی ضرایب نیروهای هیدرودینامیکی وارد بر لوله اصلی کاهش چشمگیری پیدا می کند به گونه ای که این مقادیر در مورد ضریب برآ کاهشی حدود 40% را نشان می دهد که این امر سبب کاهش آسیب جدی به خط لوله اصلی می گردد. همچنین با افزایش فاصله نسبی بین لوله های اصلی و فرعی تا مقدار 2/0، مقدار متوسط زمانی ضریب برآ در مورد لوله اصلی ابتدا افزایش یافته و سپس به مقدار ثابت (تغییرات نامحسوس) رسید. با افزایش فاصله نسبی بین لوله ها نیز، مقادیر متوسط زمانی ضریب پسا برای لوله فرعی افزایش یافت. سرانجام مشاهده گردید که با افزایش قطر سیلندر اصلی سطح برخورد سیال به سیلندرها افزایش یافته که این امر موجب افزایش دامنه نوسانات ضرایب نیروهای هیدرودینامیکی گردید.
    کلیدواژگان: خطوط لوله مرکب، نیروهای هیدرودینامیکی، شبیه سازی عددی، جریان آشفته، نرم افزار فلوئنت
  • رقیه حسنی، ابراهیم اصغری کلجاهی*، سینا مجیدیان صفحات 126-137
    با گسترش صنایع نفتی و همچنین با فرسودگی تاسیسات و خطوط لوله، نشت مواد نفتی بیشتر می شود. نشت نفت علاوه بر تاثیرات منفی محیط زیستی، باعث ایجاد تغییراتی در خواص فیزیکی و ژئوتکنیکی خاک می شود. این تغییرات در خاک های درشت دانه به صورت فیزیکی و در خاک های ریزدانه به صورت تغییرات فیزیکی و ساختاری رخ داده و منجر به کاهش ظرفیت باربری و افزایش نشست پذیری خاک زیر پی می شود. به منظور بررسی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خاک های ریزدانه در اثر نفوذ نفت، نمونه خاکی از محدوده پالایشگاه شازند اراک برداشته شده و با نسبت های وزنی 0-5-10-15-20 درصد نفت خام مخلوط شده و نمونه سازی با تراکم 90 درصد دانسیته حداکثر (روش پروکتور) صورت گرفته و آزمایشات مختلف فیزیکی و مکانیکی انجام شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزودن نفت تا 10 درصد، حد روانی 21 درصد کاهش یافته و در ادامه با افزایش آن تا 15 درصد، حد روانی افزایش یافته و با افزودن 20 درصد دوباره کاهش می یابد. البته شاخص خمیری تقریبا با افزایش مقدار نفت، روند کاهشی دارد. در آزمایش تراکم، حداکثر وزن مخصوص خشک خاک با افزودن نفت خام افزایش یافته و درصد رطوبت بهینه نیز با افزایش مقدار نفت تا 10 درصد کاهش و سپس افزایش می یابد. همچنین افزودن نفت به طور کلی باعث کاهش ضریب نفوذپذیری خاک می شود. افزایش مقدار نفت در تحکیم خاک اثری متفاوت داشته و ضریب تحکیم خاک با افزایش مقدار نفت، افزایش می یابد. ضمنا مقاومت فشاری تک محوری خاک با افزایش مقدار نفت کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: نفت خام، نشت نفت، ضریب تحکیم، خاک ریزدانه، ضریب نفوذپذیری، لایه آب دوگانه
  • محمدرضا محمدی زاده*، محمد علیخان محمدی صفحات 138-151

    اتاق کنترل محلی است که به عنوان یک مرکز عملیات، فرایندهای تولید در آن، پایش و کنترل می شوند. در طراحی اتاق های کنترل دو فاکتور اصلی باید در نظر گرفته شود. اولین فاکتور، حفاظت ساختمان اتاق کنترل در برابر خطرات احتمالی و دومین فاکتور، جانمایی اتاق کنترل و ترتیب پانل ها، جهت اطمینان از عملکرد موثر و ارگونومیک آن در شرایط نرمال و اضطراری می باشد که بایستی به گونه ای طراحی گردد که خطر وارده به ساکنین اتاق کنترل در حد قابل قبول بوده و جهت اهداف نگهداری و حفاظت واحد مناسب باشد. همچنین با توجه به مرتبط بودن سایر واحد های پالایشگاهی با اتاق کنترل، ضررویست تمهیداتی ضد انفجاری برای این اتاق در نظر گرفته شود. در این پژوهش چهار تیپ ستون بتنی و چهار مدل دیوار خارجی اتاق کنترل برای انفجار یک بمب 250 کیلوگرمی در فاصله 10 متر بر اساس مقررات پناهگاه سوئد طراحی شده و سپس در برابر انفجارهای 4000، 6000 و 8000 کیلوگرمی در فاصله اطمینان 40 متر به روش همبسته اویلری- لاگرانژی (Eulerian-Lagrangian coupling) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که روش طراحی انفجار یک عضو بر اساس مقدار250 کیلوگرم ماده منفجره در فاصله سرد 10 متر بر اساس مقررات پناهگاه سوئد یا طراحی بر اساس فشار انفجار مشخص به دلیل نادیده گرفتن اثرات زمان و ضربه انفجار محافظه کارانه نیست. بنابراین طراحی باید بر مبنای عملکرد کلی سازه بر اساس مجموعه ای از انفجارهای مختلف در فاصله دور و نزدیک صورت گیرد. همچنین با مقاوم سازی عناصر سازه ای با الیاف GFRP، سطح عملکرد مورد نیاز براساس آیین نامه ASCE برای استفاده بی وقفه، LS-1 به دست می آید.

    کلیدواژگان: اتاق کنترل، تاسیسات پالایشگاهی، انفجار، اویلری- لاگرانژی، آسیب پذیری
  • رضا پرکم شاد باد، سینا فرد مرادی نیا*، علیرضا علیزاده مجدی صفحات 152-163

    در این تحقیق تراوش از بدنه سد ستارخان اهر با استفاده از نرم افزار Flac3D به روش تفاضل محدود پرداخته شده است. به دلیل ماهیت سه بعدی نفوذپذیری جریان، رفتار مدل تحلیل تراوش به صورت دوبعدی و سه بعدی بررسی گردید. در بیشتر زمان های شبیه سازی اختلاف دو حالت کم و حداکثر به 17 درصد می رسد لذا درسد مذکور بردار جریان آب به موازات محور سد تعیین کننده نبوده و روند تولید فشار آب حفره ای از همان رویکرد مدل دوبعدی تبعیت می کند. نتایج تحلیل عددی مذکور با نتایج ابزاردقیق سد نیز مقایسه گردیده و تطابق خوبی نشان می دهد و اختلاف نتایج مدل با قرائت ها کمتر از 5 درصد می باشد. متغیر اصلی در تحلیل تراوش سد، ضریب نفوذپذیری مصالح بوده و با انجام تحلیل حساسیت از 1/0 تا 10 برابر نفوذپذیری مصالح هسته و پوسته، نقش آن در نتایج و رفتار تراوش بدنه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد نسبت نفوذپذیری پوسته به هسته در رفتار تراوش آن موثر بوده و با کاهش آن رفتار بدنه به حالت یکنواخت و همانند یک سد همگن نزدیک تر می گردد. این موضوع در بررسی روند تغییرات فشار آب حفره ای در پوسته و هسته و با حرکت از بالادست به پایین دست به خوبی مشاهده می گردد. با ثابت ماندن این نسبت الگوی تراوش در بدنه تغییری نکرده و تنها با توجه به مقادیر نفوذپذیری مصالح، زمان بروز فشار آب حفره ای تولیدشده تغییر می یابد.

    کلیدواژگان: تراوش، سد خاکی ستارخان، نفوذپذیری، فشار آب حفره ای، نرم افزار Flac3D
  • اصغر راست بود* صفحات 164-178
    آنالیز تغییرات تنش کولمب در عمق متوسط لرزه ای برای برآورد احتمال رخداد زمین لرزه در بسیاری از مناطق لرزه خیز به کار گرفته شده است. این مطالعات نشان می دهند که در اکثر موارد مکان رخداد زمین لرزه های بعدی متاثر از تغییرات تنش کولمب ناشی از زمین لرزه های قبلی در آن منطقه است. به منظور بررسی مکان احتمالی رخداد زمین لرزه های بزرگ، تغییرات تنش کولمب همالرزه ای (Coseismic Coulomb Stress Changes) 24 زمین لرزه تاریخی و دستگاهی با بزرگای بیشتر از 5/5 در بخش شرقی ایران به ترتیب تاریخی محاسبه شد. بررسی برهم کنش مکانیکی مابین زمین لرزه ها، ارتباط مکانی مابین آن ها را در حدود 50 درصد از رویدادها نشان داد. همچنین به منظور آگاهی از این که در کدام قسمت از منطقه مورد مطالعه خطر لرزه ای بیشتر است، تغییرات تنش کولمب تجمعی هما لرزه ای بر روی صفحات گسلی با هندسه بهینه محاسبه شد. نتایج این محاسبات مناطق پرخطر و محتمل برای زمین لرزه های بزرگ بعدی را نشان داد. این مناطق برای گسل های شیب لغز عبارتند از: قسمتی از گسل بالهر (Balher) در جنوب غربی گسیختگی زمین لرزه 1940، قسمت شمالی گسل فردوس در غرب گسیختگی زمین لرزه دوم 1968 و قسمت جنوبی گسل فردوس در غرب گسیختگی زمین لرزه 1947، قسمتی از گسل محمدآباد در جنوب گسیختگی زمین لرزه 1941، قسمت هایی از گسل طبس در شرق گسیختگی زمین لرزه 1978. برای گسل های امتداد لغز نیز این مناطق عبارتند از: بخشی از گسل درونه در شمال گسیختگی زمین لرزه دوم 1903، قسمت غربی گسل دشت بیاض در غرب گسیختگی زمین لرزه سوم 1979، گسل دوست آباد در جنوب گسیختگی زمین لرزه 1947، قسمت انتهایی گسل آبیز در جنوب گسیختگی زمین لرزه 1997، ابتدای گسل نایبند در جنوب گسیختگی زمین لرزه 1978.
    کلیدواژگان: تغییرات تنش کولمب، برهم کنش مکانیکی، گسل فعال، زمین لرزه، شرق ایران
  • علی طاهریان، مریم یزدی*، ایمان دانایی، امیرعلی زاد صفحات 179-190

    آلودگی خاک های حاوی هیدروکربن های نفتی یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی می باشد، ازاین رو لازم است تا در مورد پاکسازی مواد هیدروکربنی از جمله گازوئیل در مناطق نفت خیز تدابیری صورت بگیرد، جهت پاکسازی این ترکیبات از خاک راه کارهای مختلف از جمله استفاده از فرآیند الکتروکینتیک به کار می رود. این روش برای پاکسازی خاک های ریزدانه خصوصا رسی موثر می باشد، در این تحقیق، پاکسازی خاک رسی آلوده به گازوئیل به روش الکتروکینتیک در حضور مواد فعال سطحی (Surfactant) SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) و Tween 20 مورد ارزیابی قرار می گیرد و اثر کنترل pH در کاتولیت و آنولیت بر فرآیند اصلاح الکتروکینتیکی (Electrokinetic) خاک رسی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج فرآیند نشان می دهد که در غیاب ماده فعال سطحی روش الکتروکینتیک راندمان بسیار کم در پاکسازی گازوئیل از خاک رس دارد آن گاه در حضور ماده فعال سطحی بازدهی حذف افزایش چشمگیری دارد، با کنترل pH در کاتولیت و آنولیت و افزایش غلظت ماده فعال سطحی بازدهی حذف گازوئیل از خاک افزایش می یابد. با کاربرد Tween 20 کمترین میزان پاکسازی در غلظت 05/0% برابر با 18% به دست آمده است این در حالی است که SDS توانست حدودا 49% از گازوئیل را در غلظت 15/0% ماده فعال سطحی حذف کند، در ادامه تحقیق آزمایش تک محوری جهت تعیین مقاومت فشاری محصورنشده نمونه خاک انجام گرفته است که نشان می دهد فرآیند پاکسازی سبب افزایش مقاومت فشاری خاک می گردد.

    کلیدواژگان: الکتروکینتیک، خاک رس، گازوئیل، کنترلpH، ماده فعال سطحی، مقاومت فشاری، الکترواسموز، ژئوتکنیک
  • علی شاهمندی، کاظم برخورداری، محمود قضاوی*، محمود هاشمی صفحات 191-205
    در این تحقیق تاثیر بالشتک دانه ای مسلح با ژئوگرید، ستون سنگی و ترکیب این روش ها بر رفتار نمونه های خاک ماسه ای سست در سلول واحد با انجام آزمون های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه تا کنون در مطالعات تجربی به گسیختگی مسلح کننده در بالشتک دانه ای مسلح پرداخته نشده، روشی نوین جهت نصب ژئوگرید در سلول واحد به کار رفته تا امکان گسیختگی مسلح کننده تحت تنش های وارده محقق گردد. طی مطالعات پارامتریک مدل های فیزیکی، تاثیر تغییر آرایش مسلح کننده ژئوگرید شامل تعداد و محل قرارگیری آن در بالشتک با ضخامت های متغیر مطالعه شده و بهترین محل قرارگیری ژئوگرید تک و دو لایه در ضخامت بالشتک گردید. از دیگر اهداف مورد بررسی ، آشکارسازی مکانیسم گسیختگی لایه های ژئوگرید و اثر آن بر ویژگی های بارپذیری و نشست نمونه های بهسازی شده با ستون سنگی و بدون ستون بوده است. در مقایسه با بستر ماسه ای غیر مسلح، افزایش 9/7 و 38/11 برابری نسبت باربری در شرایط استفاده از بالشتک دانه ای مسلح با یک و دو لایه ژئوگرید (در آرایش بهینه) واقع بر بستر بهسازی شده با ستون سنگی مشاهده شده است. در ادامه، از طریق شبیه سازی عددی در نرم افزار المان محدودV 8.6 PLAXIS 2D، ضخامت بهینه بالشتک غیر مسلح و مسلح، 16/0 برابر قطر پی تعیین گردیده و تغییرات نسبت تمرکز تنش در ستون سنگی در مدل های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقایسه آرایش های تسلیح بالشتک نشان می دهد هر چه ژئوگرید به زیر پی نزدیک تر باشد نقش موثرتری در افزایش بارپذیری، کاهش نشست و کاهش نسبت تمرکز تنش در ستون سنگی خواهد داشت.
    کلیدواژگان: بالشتک دانه ای، خاک ماسه ای سست، مسلح کننده ژئوگرید، ستون سنگی، سلول واحد
  • فاطمه میرنژاد، عبدالحسین حداد*، عادل عساکره صفحات 206-215

    وارفتگی یا خزش به معنی افزایش تدریجی تغییر شکل خاک در طول زمان است که تحت بار ثابت قرار می گیرد. پدیده خزش در ژئوتکنیک اهمیت زیادی دارد و در مواردی که زمان و عوامل موثر بر آن دخالت دارند، به طور دقیق بررسی می شود، زیرا زمانی که نشست در سازه رخ می دهد مشکلات زیادی از قبیل به وجود آمدن ترک، افزایش تغییرشکل و تنش ایجاد می شود که در نهایت از کارایی، بهره برداری و مدت عمر مفید سازه کاسته می گردد. اصلاح رفتار خاک با استفاده از مواد افزودنی مختلف از جمله مسائل مهم پیش روی محققین در مهندسی عمران می باشد. افزودنی های رایجی نظیر آهک، سیمان، قیر، خاکستر بادی، خاکستر چوب، سرباره مس، سرباره آهن و غیره در مطالعات پیشین مورد بررسی قرار گرفته اند و مواد نانو و پلیمر که استفاده از آن ها در شاخه های دیگر علوم مهندسی منجر به تحولاتی بنیادی شده است و دارای خصوصیات منحصر به فردی هستند، در مهندسی ژئوتکنیک در سال های اخیر بیشتر مورد توجه واقع شده اند. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی تاثیر مواد افزودنی پلی پروپیلن (Polypropylene) و نانوسیلیس (Nano-Silica) بر روی خصوصیات خزشی خاک رس پرداخته شده است، بدین منظور آزمایش های تحکیم بر روی خاک تثبیت شده با نانوسیلیس و پلی پروپیلن در درصدهای 25/0، 5/0، 1 و 2 درصد و در تنش های 25، 50، 100، 200، 400 و 800 کیلوپاسکال انجام شده و نتایج به دست آمده برحسب نسبت تخلخل- زمان ترسیم شد که نشان دهنده کاهش رفتار خزشی خاک رس نرم تحت تاثیر درصدهای نانوسیلیس و الیاف پلی پروپیلن می باشد؛ به طوری که با افزایش نانوسیلیس تا 5/0 درصد وزنی خاک، با توجه به مقاومت خاک در برابر نشست، تغییرشکل های پلاستیک 11 درصد کاهش یافته و با افزایش بیشتر نانوسیلیس این تغییرشکل ها 8 درصد افزایش می یابد و همچنین با افزایش الیاف پلی پروپیلن تا دو درصد، نسبت تخلخل 14 درصد کاهش یافته که این کاهش تخلخل می تواند منجر به کاهش نشست نمونه شود. نسبت Cα/Cc برای خاک مورد مطالعه در محدوده 005/0 تا 03/0 قرار می گیرد که تطابق خوبی با سایر تحقیقات دارد.

    کلیدواژگان: رفتار خزشی خاک رس نرم، آزمایش تحکیم، نانوسیلیس، الیاف پلی پروپیلن، منبع قرضه هسته سد شهید شاهچراغی
  • رضا لطفی، مسعود محمودآبادی*، احسان دهقانی صفحات 216-231
    در این تحقیق به موضوع شتاب معادل زلزله در مخازن بیضوی روزمینی پرداخته شده است. اساسا مخزن سازه ای است که برای ذخیره انواع مایع به کار می رود و در انواع زمینی و هوایی و نیز بتنی و فولادی، کاربرد گسترده ای در تصفیه خانه ها، پالایشگاه ها و کارخانه ها دارد. با توجه به اعمال نیروهای دینامیکی و هیدرودینامیکی عظیم به یک مخزن بزرگ در هنگام زلزله و اهمیت زیاد تداوم عملکرد کامل سازه مذکور در شرایط بحرانی، مطالعه رفتار لرزه ای آن از اهمیت بالایی برخوردار است. در بارگذاری لرزه ای مخازن با استفاده از روابط نظریه هازنر (Housner)، پارامترهای شتاب معادل زلزله افقی و قائم مورد نیاز هستند لذا هدف تحقیق حاضر به دست آوردن روابطی با دقت مناسب برای پارامترهای مذکور در مخازن بیضوی می باشد. برای حصول به هدف مذکور، مخازن بیضوی مختلف با تکنیک اجزای محدود در نرم افزار آنسیس (ANSYS) مدل سازی و تحت زلزله های گوناگون تحلیل دینامیکی گردیده اند. سپس با استفاده از روش برازش آماری بر اساس نتایج روش اجزای محدود، روابطی غیرخطی برای پارامترهای مذکور به دست آمده اند. از تحقیق حاضر نتیجه گردید که دقت میانگین روابط شتاب معادل زلزله افقی و قائم پیشنهادی این تحقیق، به ترتیب 16 درصد و 26 درصد از دقت میانگین رابطه شتاب معادل زلزله آیین نامه طراحی نیروگاه های اتمی بالاتر می باشد.
    کلیدواژگان: مخازن بیضوی، روابط هیدرودینامیک، نظریه هازنر، اجزای محدود، برازش آماری
|
  • Vahid Reza Ouhadi *, Alireza Vejdani Vahid Pages 1-12
    Bentonite is commonly used as a liner in landfills to prevent the leaching of the waste leachate to the groundwater (Yong et al., 1992; Abollino et al., 2003; Zhan et al., 2022). Sodium-bentonite and calcium-bentonite are among the useful materials for this purpose. On the other hand, in several cases clayey soils are exposed to high temperature in engineering and geo-environmental engineering projects (Tan et al., 2004). Dehydration and de-hydroxylation are the two major phenomena during heating process of clayey soils (El Warid et al., 2022). In spite of several researches on the interaction of heavy metals and clayey soils, there are lack of research on the subject of mutual effect of temperature and double layer cation type on the adsorption of heavy metals in clayey soil. Therefore, the main objective of this paper is to investigate on the impact of temperature and type of double layer cation on adsorption of copper heavy metal by the clayey soils with high plasticity index. To achieve the above mentioned objective, calcium chloride salt was used to make homo-ionic bentonite. Several types of geo-environmental engineering experiments were performed to address and to achieve the above mentioned objective.
    Keywords: Clay, Temperature, Heavy metal contaminant, Double Layer Cation, De-hydroxylation
  • Mina Malekdust Pishkenari, Mohammad Azadi *, Majid Ghayoomi Pages 13-23
    In designing a geotechnical structure, two factors of resistance and deformation should be considered, so in this study, the effects of melting and freezing cycles on the deformation parameters of biologically stabilized sand are evaluated and various factors such as all-round pressure, number Melting and freezing cycles Temperature changes in each cycle and the duration of each cycle are evaluated. For this purpose, non-drained reinforced static triaxial tests are performed and the deviation-axis-strain stress curves, chord stiffness (Esec), tangential stiffness (Etan), stiffness equal to 50% of maximum resistance (E50) and absorbed energy (EA) are performed). Is evaluated. The Taguchi method is used to design experiments and provide a relationship to predict some deformation parameters. The results of this study show that the application of melting and freezing cycles reduces the deformation parameters of stabilized samples. The destructive effect of melting and freezing cycles on hardness is greater than the absorbed energy.
    Keywords: MICP, Freeze-thaw, Deviatoric strength, Taguchi Method
  • Afshin Dibamehr, Fariba Behrouz Sarand *, Ramin Vafaiepour Sorkhabi Pages 24-35

    Marl or marl clays are named for carbonated soils with the amount of carbonate in varying proportions from 20 to 55% (Elert et al., 2017). Marls are one of the most important problematic soils that not only the problem of volume changes but also their bearing capacity is lower than coarse-grained beds, so not meet the load-bearing goals of engineering structures. Different improvement methods are proposed to improve the engineering characteristics of problematic soils, the most common is using of lime for this purpose in clayey soils (Al-Mukhtar et al., 2012 and Obuzor et al., 2012) But this substance is less effective in marls (Ghobadi et al., 2014 and Ureña et al., 2015). According to the history of soil modification, the geopolymerization method can be introduced as the third generation of cementation methods after lime and cement (Li et al., 2010). Geopolymers are alkaline activated bonds with low calcium and medium to high aluminum produced by the reaction between alkaline hydroxide solution and materials containing alumina silicate (Provis et al., 2009 and Yung-Ming et al., 2016).The purpose of this research is using the geopolymerization technique to stabilize Tabriz carbonate clay with the approach of controlling deformations and increasing strength. To achieve this outcome, laboratory studies have been carried out on Tabriz green marl with alkali activated zeolite and metaclay as sources of alumina silicate to form cemented bonds. The alkali activator used in this study is sodium hydroxide with different concentrations to achieve optimal results. For this purpose, multiple tests of uniaxial compressive strength have been used to evaluate the strength of stabilized soil. The effective parameters studied in the current research can be referred to the weight percentages of materials containing alumina silicate (zeolite and metaclay), curing time and molarity of the alkaline solution (NaOH).

    Keywords: Stabilization, green marl, Geopolymirization, Zeolit, metaclay
  • Seyyed Ebrahim Motallebi, Mehdi Poursha *, Zohreh Bohlouli Pages 36-52
    For the seismic evaluation of structures, it is required to determine the inelastic displacement ratio. Indeed, the inelastic displacement ratio is one of the most important coefficients in codes which is used in force-based design method as well as in performance-based seismic engineering (Miranda, 2000a, b). This study attempts to evaluate the inelastic displacement ratio,  for single-degree-of-freedom (SDOF) systems that is defined as follows:
    Keywords: Inelastic displacement ratio, Near-fault, Fling step, Forward directivity, Pulse-like, Non-pulse-like, Far-fault, Modified Ibarra-Medina-Krawinkler deterioration model
  • Touraj Taghikhany *, Alireza Binavayan Pages 53-64
    There have been many studies regarding the health monitoring and detection of transmission towers, among which we can refer to the article by Yen et al. in 2009, who investigated damage detection in transmission towers with a limited number of sensors those modal parameters were obtained from the measured environmental vibration data. In their research, mode shape and frequency were used to identify the system. Also, stiffness reduction was also suggested to damage detection. Structural health monitoring by using features such as natural frequencies and mode shapes has attracted the attention of a number of researchers. Damage detection in power transmission towers using these features and using soft computing methods was also considered by Skarbek et al. in 2014. They have investigated frequency damage indicators by simple processing and using neural network for power transmission tower. In 2019, Zhao et al obtained the natural frequency of the 110 kV power transmission tower using the sub-random space method and found that the detected natural frequency is dependent on the wind speed. However, the current article tries to damage detection in the connections due to the lack of access to real data and experimental data and based on numerical modeling of a limited number of possible damages that occurred in the legs of the splice connection of power transmission tower.
    Keywords: power transmission towers, splice connections, Structural health monitoring, natural frequencies, Mode shapes
  • Mehdi Soleymani Gharagol, Hamid Chakeri *, Mohammad Taghinasab Pages 65-74

    In urban environments, due to the existence of structures in the city such as buildings and, more importantly, the presence of people in them, as well as existing underground structures such as service spaces including sewage tunnels, aqueducts, and adjacent tunnels, there have been always concerned about damages to these structures and their interactions existed as a result of tunneling. Significant interaction effects can occur when a new tunnel is dug in the vicinity of an existing tunnel. For example, the construction of a new tunnel could impose unauthorized deformations or bending moments on the existing structural support system. This interaction depends on parameters such as the distance of the tunnels, the size of both tunnels, the rigidity of the support system and the method used to locate the second tunnel, and the geotechnical characteristics of the excavation site.Aqueducts are underground structures and excavating new tunnels can have special interaction effects on these structures. An aqueduct is a subterranean canal with a gentle slope, which connects water-rich zones at high altitudes to the fields where cultivation takes place.According to studies, the interaction between underground structures is one of the critical factors that affect ground displacement and subsidence. The effect of the interaction between the tunnels as well as the amount of face pressure on the ground subsidence has been investigated using methods such as physical modelling, numerical modelling, and local measurements. In this paper, the effect of face pressure has been investigated in excavating the 2nd tunnel Line of Tabriz Metro on existing aqueducts. It is worth noting that for 3D modelling, FLAC3D software is used in this paper.

    Keywords: aqueduct, Face Support Pressure, Surface Settlement, Numerical modeling, FLAC3D
  • Mohammad Behboudi, AmirAli Zad *, Maryam Yazdi, Amin Tohidi Pages 75-84

    The presence of dispersion in clays affects the behavior of these types of soils. Experience has shown that not paying attention to this issue has created many problems for civil projects and even led to their destruction in some cases. In the past, it was recommended not to use divergent soils, but today, due to the expansion of civil projects and the possibility of dealing with these types of soils, it is very important to investigate their behavior and find appropriate methods of improvement. Ibrahim et al. (2021) conducted a laboratory study on clay with different percentages of glass powder. They concluded that the maximum dry density and unconfined compression strength of modified soils increase with the increase in glass powder ratio. Different combinations of glass powder and cement were evaluated for silt stabilization according to different curing times. The results have shown that the durability and compressive strength of the modified soil increases with increasing curing time period (Baldovino et al., 2020). Using recycled glass powder can be an effective way to improve the geotechnical properties of soils due to its economic nature and its role as a recycled material in reducing environmental problems. Even though the effect of using glass powder in improving the resistance properties of soils has been investigated by researchers, the use of glass powder and its effect in improving problematic soils, especially dispersive clays, have not been specifically studied. Therefore, the purpose of this research is to investigate the effect of adding recycled glass powder on reducing the dispersivity potential of clay soils and improving their geotechnical properties.

    Keywords: Dispersive soil, Recycled glass powder, Soil stabilization, Double hydrometric test, Crumb test
  • Yazdan Shams Maleki * Pages 85-99
    To study the dynamics of embankment models, which is the basis for the construction of many engineering structures, physical modeling with different scales can be performed. The pre-seismic behavior of physical models has a great impact on the subsequent results of their seismic modeling. Appropriate experiments in this field can be used for pre-seismic examination of physical models. Free vibration and impact tests are among these tests (Dezi et al., 2012; Capatti et al., 2018; Kramer, 1996). Impact pulse tests (IPT) can be used to determine the natural frequency characteristics of physical models. Interpretation of frequency responses provides researchers with appropriate pre-seismic parameters. According to the evaluation of these findings in the first step, a suitable geometric scale can be selected for physical modeling. In addition, the relationship between soil conditions in terms of density and particle size and frequency response quantities of physical models is also determined. In this paper pre-seismic simulations of a small-scale physical model of a granular soil layer inside a rigid physical modeling box are developed.
    Keywords: Granular embankment, Natural frequency, Physical model, Pre-seismic model, Particle size
  • AmirHosein Esfandeyari, Farhad Qaderi * Pages 100-111

    The purpose of this study is to analyze the environmental risks of soil erosion in the runoff of the Shahid Rajaei Dam in Sari based on GIS and remote sensing approach. In this study, soil erodibility was assessed based on the global model of soil loss called RUSLE with rainfall erosion input parameters, soil erodibility, topographic factors: length and slope, land cover management, conservation operations. For this purpose, before producing the results of these factors, first the input data such as DEM, slope, geological layer, land use layer, precipitation, soil and vegetation index was prepared and their spatial distribution pattern in the study area was described and analyzed. In the next step, the potential for flooding and runoff production was measured using the criteria of distance from waterways, drainage density, slope, slope direction, land use, rainfall, geology, soil type. In this regard, while fuzzy the layers, different variables were applied in order to integrate the mentioned layers in the final step on the production of flood potential map and runoff production. After producing the main layers, namely flood potential and runoff production, soil erodibility was studied using Pearson correlation test and regression model of the relationship between these factors and the results were discussed. The results of this study showed that remote sensing and GIS techniques in combination with field measurement values of the studied parameters can have many applications in the field of environmental studies in the field of civil engineering and in modeling and estimating environmental parameters. Be very beneficial bio.

    Keywords: GIS, Runoff, remote sensing, Soil erosion
  • Hamed Chehrehgosha, Habib Hakimzadeh, Nazila Kardan * Pages 112-125
    For the gas and oil pipelines in marine environment, the forces exerted on these structres are regarded to be of the important parameters in designing them. These pipelines are usually installed with twin arrangements as tandom or side by side. The diameters of the two pipelines may also be identical or different. Neverthless, a number of them may also be configured as piggyback, an special case of side by side arrangements when their diameters are not equal. The parameters around this special arrangement have already been studied both experimentally and numerically by a few number of researchers, namely, Zhao et al. (2007), Zang et al. (2012), Hakimzadeh and Mosahebi Mohammadi (2016), Kardan and Hakimzadeh (2018). However, for this research study, the momentary hydrodynamic forces acting on the piggyback pipelines due to steady currents have been investigated using numerical simulation. All simulations were performed in 3D using ANSYS FLUENT 16 software environment. First, the capability of the software for the current study was investigated. The number of cells and various turbulence models were considered to find the proper mesh size and model, respectively. Then, considering that for flows around a single pipe, the conventional turbulence models may not provide accurate results, therefore, by examining different cell types and turbulence models, an attempt was made to select the appropriate type that can provide more accurate results by spending a reasonable computational cost. Then, it was found that a structured cell formation together with LES turbulence model reproduced the flow patterns around the pipe with a reasonable accuracy when compared with the experimental data. For the numerical simulation results, first, the effects of the inlet flow velocity and main pipe diameter (i.e., the Reynolds number) variations on the coefficients of instantaneous hydrodynamic forces (i.e., drag and lift) exerted on piggyback pipelines were determined. Further, effects of the distance between pipes (G/D), the proximity to the bed (e/D) and the relative diameter (d/D) variations on the drag and lift coefficients were considered through computer simulations.
    Keywords: Piggyback Pipelines, Hydrodynamic forces, Numerical simulation, Turbulent flow, FLUENT software
  • Roghayeh Hasani, Ebrahim Asghari-Kaljahi *, Sina Majidian Pages 126-137
    With the expansion of oil industries, the leakage of oil materials increases. In addition to the negative effects of the environment, the oil leakage causes changes in the physical and geotechnical properties of the soil. These changes in granular soils are in the form of changes in the physical properties and structure of the soil, which leads to a decrease in the bearing capacity and an increase in the settlement of the soil under the foundation. In order to investigate the geotechnical behavior of fine-grained soils due to oil infiltration, a soil sample was taken from the Shazand Arak Refinery area and mixed with 0-5-10-15-20 percent crude oil by weight and remolded with a density of 90 percent of the maximum density (Proctor method) has been subjected to various physical and mechanical tests. Of course, the plastic index has a decreasing trend with the increase of the amount of crude oil. In the compaction test, the maximum dry unit weight of the soil increases with the addition of crude oil and the optimum moisture content decreases with the increase of the amount of crude oil up to 10% and then increases. In addition, the addition of oil generally reduces the permeability coefficient of the soil. Increasing the amount of oil has a different effect on soil consolidation, and the coefficient of soil consolidation increases with increasing the amount of oil. In addition, the uniaxial compressive strength of the soil decreases with the increase of the oil content.
    Keywords: Crude oil, Oil leakage, Consolidation, Permeability, Fine grained soil, Double layer
  • MohammadReza Mohammadizadeh *, Mohammad Alikhan Mohammadi Pages 138-151

    A control room is a place where, as a center of operations in the petrochemical industry, production processes are monitored and controlled. Two main factors must be considered in the design of control rooms. The first factor is the protection of the control room building against possible hazards and the second factor is the location of the control room and the arrangement of the panels, to ensure the effective and ergonomic operation of the control room in normal and emergency conditions, which must be designed in such a way that the danger to the residents of the control room is acceptable and be suitable for the maintenance and protection of the unit (ASCE, 2010; Association, 2014). One of the regulations for the design of blast-resistant structures is the Swedish shelter regulations, which are derived from the examination of structures destroyed in the second world war (Ekengren and räddningsverk, 1994). The Swedish Shelter Regulations regulate the design of civil defense shelters in Sweden and include the requirements specified for these protection structures. Civilian defense shelters are designed not only to withstand the effects of conventional weapons, but also to withstand radioactive radiation, chemical and biological warfare, and gases explosion. By considering these requirements, shelters should be designed with minimal risk of death or injury to those in need of shelter, and be able to withstand the effects of the shockwave generated by a 250-kg bomb at a distance of 10 meters. Also, the requirements of proper design and retrofitting of existing structures against explosion can significantly reduce costs. In view of the above, the analysis and design of refinery structures against explosion loads and the strengthening of their members has great importance. Long-distance explosions and loading of structural elements also include phenomena that are not yet well understood. In order to increase knowledge in this field, a numerical study is currently presented. For this purpose, in this study, four types of concrete columns and four models of exterior wall for the control room were designed according to Swedish regulations to withstand the pressure of an explosion of a 250kg TNT at a distance of 10 meters and then against explosions of 6000, 4000 and 8000 kilograms at a safety distance of 40 meters is evaluated by the Eulerian-Lagrangian coupling method in Autodyn software. Response limit-state are selected according to the ASCE standard (ASCE, 2010).

    Keywords: Control Room, Refinery, Explosion, Eulerian-Lagrangian, Vulnerability
  • Reza Parkam Shadbad, Sina Fard Moradi Nia *, Alireza Alizadeh Mjdi Pages 152-163

    One of the most important issues in the design of earth dams is the analysis of dam body and foundation seepages. Seepage problems may be caused by the characteristics of the foundation, support, floor and walls of the reservoir or dam body materials. Therefore, one of the determining parameter in the stability evaluations of earth dams is seepage analysis. In this study, seepage analysis of Sattarkhan dam is located in East Azarbaijan province, has been done by using the finite difference method, Flac3D software. The behavior of the seepage analysis model has been investigated and compared in two and three-dimensional case. The results of the analysis have been compared and validated with the pore water pressure measured by piezometers installed in the core and have been in good agreement. The main variable in the seepage analysis of dam is the permeability coefficient of the material. The role of this coefficient in the results of the seepage analysis of the dam body has been investigated by sensitivity analysis.In general, it can be said that in the mentioned dam, the water flow vector parallel to the dam axis is not decisive, and the pore water pressure production process complies the two-dimensional model approach. Also, the results show that the permeability ratio of the shell related to the core is effective in its seepage behavior, and in the design of the earth dam body s, it will be necessary to check this ratio according to the property of the borrow mines located in the dam construction area.

    Keywords: Seepage, Sattarkhan Dam, Permeability, Pore water pressure, Flac3D software
  • Asghar Rastboud * Pages 164-178
    Human being has been faced with destructive phenomenon specially earthquake for a long time. Knowing about the time and area of major earthquake and aftershocks is so necessary to mitigate the damage of financial and life by warning the earthquake or aftershocks happen before it really happened. Maybe this day we can't predict the earthquake exactly but the study about the information of previous earthquakes can identify the potential land that have Earthquake Bloodbath and with this knowing in building construction we can mitigate the damage due to the earthquake.     The tendency of rocks to fail in a brittle manner is thought to be a function of both shear and confining stresses, commonly formulated as the Coulomb failure criterion. Here we explore how changes in Coulomb conditions associated with one or more earthquakes may trigger subsequent events.      Study of Stress changes in earth's crust is useful for the predicting earthquakes. Analysis of Coulomb stress changes has been used in many seismic areas. These researches showed that the area and the speed of next earthquake will affect by the static stress changes which are the result of historical earthquake in this area.
    Keywords: Coulomb Stress Changes, Mechanical Interaction, Active Fault, Earthquake, East Iran
  • Ali Taherian, Maryam Yazdi *, Iman Danaei, AmirAli Zad Pages 179-190

    In the present era, environmental pollution is a global crisis, increasing population growth and urban development, industrial expansion and unlimited use of natural resources, are among the increasingly important factors of pollutants (Reilley, 1996). Vocciante (2021) found in the study of stability in electrokinetic modification processes that the electrokinetic method is suitable for cleaning inorganic pollutants from clay. Zhou (2021) found that using the electrokinetic method is effective in removing heavy metals zinc, cadmium, and manganese from the soil and leads to the removal of about 72% of the pollutant from the soil sample. Vaishnavi (2021) in the study of bio-electrokinetic modification of diesel-contaminated environment with biosurfactant found that this method is an effective method for cleaning and cleaning soils contaminated with diesel hydrocarbons. Hanaei et al. (2021) found that the direct shear test showed that the adhesion of the soil sample increased and the friction angle decreased after oil contamination, and the permeability test showed that the contamination of the soil sample decreased the permeability of sandy soil and this change It is a function of the amount of oil and the viscosity of oils.

    Keywords: Electrokinetics, Clay, Diesel, PH control, Surfactant, compressive strength, Electroosmosis, Geotechnical
  • Ali Shahmandi, Kazem Barkhordari, Mahmoud Ghazavi *, Mahmoud Hashemi Pages 191-205
    In this study, the effect of the unreinforced and geogrid-reinforced granular blankets, end-bearing stone columns and the combination of these techniques on the behaviour of loose sand soil models have been investigated through laboratory and numerical simulations. In the models, a stone column from a large group of them with a triangular pattern was simulated in a unit cell. Since the rupture of the geosynthetic reinforcement within the reinforced granular blanket has never been experimentally investigated, a novel method of installing the geogrid reinforcement was used, allowing it to mobilize and ultimately fail under loading. The optimal thickness of the unreinforced and geogrid-reinforced blanket, the optimum layout of the reinforcement within the blanket and the changes in the stress concentration ratio of the stone column in different modelling conditions have been determined. Another objective of the present study is to discover the relationship between the failure of the geogrid layers and the characteristics of load-carrying capacity and settlement of the model tests.
    Keywords: Granular blanket, Geogrid reinforcement, Loose sand bed, Stone Column, Unit cell
  • Fatemeh Mirnezhad, Abdolhosein Haddad *, Adel Asakereh Pages 206-215

    Long-time Settlements or creep means the gradual increase in deformation of the soil over time, which is subjected to a constant load. The phenomenon of creep is very important in geotechnics and it is carefully investigated in cases where time and factors affecting it are involved, because when settlement occurs in the structure, many problems such as creating cracks, increase in deformation and stress are created, which , reduces the efficiency, utilization and useful life of the structure. Modifying the behavior of soil by using different additives is one of the important issues for the progress of researchers in civil engineering. Common additives such as lime, cement, bitumen, fly ash, wood ash, copper slag, iron slag, etc. have been investigated in previous studies, and nano and polymer materials, whose use in other branches of engineering science has led to fundamental changes and have unique characteristics, have been more interested in geotechnical engineering in recent years.

    Keywords: Creep behavior of soft clay, Consolidation test, nanosilica, Polypropylene fibers, Shahid shahcheraghi dam central borrow pits
  • Reza Lotfi, Masoud Mahmoudabadi *, Ehsan Dehghani Pages 216-231
    Modification of equivalent acceleration relation of horizontal and vertical earthquakes in ground elliptical tanks was done in the current study. The seismic analysis of the tank is highly important because by investigating the results obtained from this analysis, a useful recognition of the tank behavior quality can be obtained at the time of a real earthquake. The results of the seismic analysis include the impulsive pressure and the wave height of fluid on different points of the tank. In Housner theory, earthquake equivalent acceleration is a key parameter in calculation of impulsive vibration mode parameters such as impulsive pressure and impulsive force. US nuclear reactors and earthquakes code presented a simple relation to calculate earthquake equivalent acceleration. To obtain more calculation accuracy in the ground elliptical tanks, a suitable equation was provided in the current study for the earthquake equivalent acceleration, by the use of principles of statistical regression. Because of less average error, the use of the equation proposed by this study instead of the equation presented by US nuclear reactors and earthquakes code, provides more accuracy in the tank design applications. By the study of the conclusions of this research, it was revealed that the accuracy index of horizontal and vertical earthquake equivalent acceleration relations developed by this research is 16% and 26% more than that of the corresponding relations of US nuclear reactors and earthquakes code, respectively.
    Keywords: Elliptical tanks, Hydrodynamic relations, Housner theory, Finite Elements, Statistical regression