فهرست مطالب

Civil Engineering Infrastructures Journal - Volume:43 Issue: 1, 2009

Civil Engineering Infrastructures Journal
Volume:43 Issue: 1, 2009

  • تاریخ انتشار: 1388/10/01
  • تعداد عناوین: 13
|
  • عزیزالله اردشیر بهرستاقی، مرتضی اسکندری قادی صفحه 1
    در این مقاله یک لایه ایزوتروپ1 جانبی مستقر بر یک نیم فضای ایزوتروپ جانبی طوری در نظر گرفته می شود که محور ایزوتروپی آنها موازی هم بوده و عمود بر سطوح آزاد لایه فوقانی باشد. این مجموعه تحت اثر نیروی سطحی دلخواه در فضای فرکانسی مورد تحلیل قرار می گیرد. به منظور این تحلیل، معادلات در گیر2 حرکت در فضای فرکانسی به وسیله توابع پتانسیل3 ارائه شده توسط اسکندری قادی در سال 2005 میلادی در هر محیط (لایه فوقانی و نیم فضای تحتانی) به صورت مستقل در آمده و سپس معادلات حاکم بر توابع پتانسیل در دستگاه مختصات استوانه ای با استفاده از سری فوریه4 و تبدیل هنکل5 حل می شود. جواب به دست آمده در لایه تحتانی چنان است که شرط تشعشع6 در آن در نظر گرفته می شود. نتایج نهایی برای تغییر مکان ها و تنش ها در فضای واقعی به صورت انتگرال هایی ارائه می شوند که در عین سادگی ظاهری، به علت نقاط شاخه ای7 و قطب ها8 از پیچیدگی خاصی برای برآورد عددی برخوردار است. با توجه به نقاط شاخه ای و قطب، نتایج عددی با دقت خاصی برآورده شده و انطباق عالی نتایج عددی در حالت های ساده ایزوتروپ و ایزوتروپ جانبی تک لایه ای دلالت بر صحت نتایج عددی به دست آمده در این مقاله دارد. برآورد عددی نتایج به دست آمده در محدوده فرکانسی وسیع انجام و نتایج به صورت منحنی های تغییرات تغییر مکان و تنش بر حسب عمق و فاصله افقی ارائه شده است. نتایج این مقاله هم در تحلیل عددی به روش های انتگرال های مرزی، همانند روش المان های مرزی و هم در تعیین توابع امپدانس شالوده های سطحی مستقر بر یک خاک دو لایه ای مورد استفاده قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: بسط فوریه، انتشار امواج9، تغییر مکان، نقاط شاخه ای، توابع پتانسیل، محیط ایزوتروپ جانبی، قطب، تبدیل هنکل
  • فرامرز خوشنودیان، سید محمدحسین سید شاهکرم فرد صفحه 15
    با توجه به پیشرفت روز افزون طراحی بر اساس عملکرد با استفاده از تغییر مکان، مطالعاتی روی سازه های مختلف انجام شده که بیشتر این مطالعات برروی سازه های متقارن در پلان بوده است. در این تحقیق سعی شده است که سازه های فولادی خمشی با پلان نا متقارن طراحی شده بر اساس استاندارد2800 ایران را مورد بررسی قرار داده و از این طریق سطح عملکرد سازه های طراحی شده بر اساس این استاندارد را به دست آورده تا مشخص شود که چه سطح عملکردی را در زلزله طراحی پوشش می دهد. برای نشان دادن این موضوع از معیار پذیرش اعضا و معیار تغییر مکان در آنالیز بار افزون و دینامیکی استفاده شده است. همچنین برای نشان دادن تاثیر خروج از مرکزیت در سطح عملکرد، محل مرکز جرم به میزان 10و15 درصد بعد سازه نسبت به مرکز سختی انتقال یافته و تاثیر بارگذاری ثقلی و جانبی با توجه به الگوهای انتخاب شده بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با افزایش خروج از مرکزیت تغییر مکان مرکز جرم نیز تا 10 درصد افزایش می یابد و الگوی تشکیل مفاصل پلاستیک و تعداد آنها نیز تغییر می کند.
    کلیدواژگان: آنالیز بار افزون، ساختمان های فولادی، خروج از مرکزیت، تحلیل دینامیکی، نا متقارن در پلان
  • خسرو برگی، حسین سعدایی صفحه 25
    اسکله های بلوکی متشکل از بلوک های بتنی پیش ساخته مستقر بر یک لایه نازک بسترسازی می باشند. در مناطق لرزه خیز، برای کاهش فشار خاک به دیوار در هنگام وقوع زلزله، بلوک ها به طوری روی بلوک زیرین قرار داده می شوند که با خط قائم زاویه منفی ایجاد کنند. و مقطعی گوژپشتی تشکیل شود. در این شرایط فشار خاک هنگام زلزله کاهش می یابد و فشار وارده بر خاک در تراز پی، به دلیل افزایش لنگر مقاوم، به طور یکنواخت تری در مقایسه با چینش ساده خواهد شد. برای طراحی هندسی مقطع گوژپشتی، دو متغیر «نسبت ارتفاع گوژ به ارتفاع کل دیوار» و «زاویه گوژ» اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق، برای دستیابی به مقادیر بهینه این دو متغیر، با تحلیل دینامیکی در نرم افزار FLAC و مطالعه پارامتری، «نسبت ارتفاع گوژ به ارتفاع کل دیوار» و «زاویه گوژ» بهینه، برای لحاظ در طراحی هندسی اسکله بلوکی گوژپشتی پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: مدل سازی عددی، دیوارهای بلوکی گوژپشتی، زاویه گوژ، نسبت ارتفاع گوژ به ارتفاع کل دیوار، تحلیل دینامیکی
  • اسدالله نورزاد، محمدرضا صفری صفحه 35
    این مقاله به تبیین روشی عددی برای تعیین پاسخ دینامیکی خم 90 درجه تونل ها، با در نظر گرفتن اندرکنش تونل با محیط اطراف، در برابر گسترش امواج زلزله در حوزه زمانی می پردازد. فرض های اساسی در این مقاله رفتار خطی محیط های در نظر گرفته شده و قرارگیری تونل خمیده در عمق بسیار زیاد از سطح زمین است که در نتیجه آن تونل در محیط بی نهایت مدل می شود. شبیه سازی مسئله به دلیل وجود خم در تونل به صورت 3 بعدی و با استفاده از روش المان مرزی انجام می شود. روش مذکور برای شبیه سازی مسائل اندر کنش خاک و سازه و گسترش امواج در محیط های بی نهایت یا نیمه بی نهایت مزیت های فراوانی دارد. در الگوریتم ارائه شده، مرزهای تونل بتنی یا فولادی و مرز محیط اطراف با استفاده از المان های حلقه مدل شده است. با توجه به نگاشت ارائه شده سطح مقطع تونل نیز می تواند به دو شکل دایره ای کامل و یا 4/3 دایره با دقت مناسبی مدل شود. در انتها مثالی ارائه می شود که خم 90 درجه تونل با مقطع دایره ای تحت اثر انتشار موج فشاری پله ای با استفاده از الگوریتم ارائه شده تحلیل شده و ضرایب افزایش تنش در نقاط مختلف خم ارائه می شود. نتایج ارائه شده هنگامی که شعاع خم بیش از 35 برابر شعاع داخلی مقطع تونل باشد به تحلیل های دو بعدی انجام شده بسیار نزدیک می شود.
    کلیدواژگان: دستگاه مختصات منحنی الخط، روش المان مرزی، گسترش موج، تونل های خمیده
  • امیدرضا صفی یاری، محمدعلی بنی هاشمی صفحه 49
    در مطالعه حاضر با استفاده از یک کانال با بازشدگی در پلان و پروفیل طولی، پدیده رسوب گذاری دلتایی4 در مخازن سدها5 مطالعه شده است. رسوب گذاری در شرایط بار کف6 و یا تشکیل دلتا در مخزن، تابع پارامترهای متعددی مانند: شکل هندسی مخزن7، شیب کف8، ویژگی های هیدرولوژیکی منطقه، شرایط هیدرولیکی جریان ورودی، نوع و میزان بار رسوبی ورودی به مخزن و. .. است. در این پژوهش تعدادی از پارامترهای موثر در مسئله، شامل دبی آب9، عمق آب مخزن10، دبی رسوب11 و خواص فیزیکی هندسی12 ذرات رسوبی مطالعه شده اند. به ازای تغییر در هر یک از این پارامترها، تغییرات زمانی بالا آمدگی بستر مخزن و همچنین میزان جا به جایی زبانه رسوبی به صورت داده های عددی و تصویری ثبت شده است. مشاهده ها حاکی از آن است که میزان تغییرات سرعت حرکت دلتای رسوبی در امتداد طولی مخزن نسبت به عمق آب دریاچه حساس تر از سایر پارامتر های مورد مطالعه بوده است. برای نمایش قانون حاکم بر میزان جا به جایی دلتا در راستای طولی مخزن، با استفاده از آنالیز ابعادی13، پارامترهای ترکیبی متناسب با فیزیک مسئله استخراج شده و با کمک اعداد بی بعد14 حاصل و همچنین خروجی های آزمایشگاهی، با معرفی یک عدد بی بعد جدید، نمودارهای مشخصه پیشروی دلتا ترسیم شده اند.
    کلیدواژگان: اعداد بی بعد، رسوب گذاری مخزن، مطالعات آزمایشگاهی، پیشروی زبانه رسوبی (دلتا)
  • محمودرضا عبدی، علی پارسا پژوه صفحه 61
    مدفن مناسب باید با به کارگیری روش های اصولی مانع از نفوذ شیرابه و آلودگی خاک و آب های زیرزمینی شود. در این تحقیقات تاثیر آهک و بنتونیت بر نفوذ پذیری دو نوع خاک ماسه ای و رسی بررسی شده است. مصالح افزودنی بین صفر تا حداکثر 9 درصد وزن خشک خاک متغیر بوده است. نتایج نشان داده که به کارگیری بنتونیت باعث کاهش نفوذپذیری ماسه شده است. در صورتی که آهک کارآیی در کاهش این خصوصیت نداشته است. در نمونه رسی، آهک مصالح موثرتری نسبت به بنتونیت در کاهش نفوذ پذیری بوده و افزودن توام بنتونیت و آهک، هر چند در کاهش نفوذپذیری مؤثر عمل کرده، اما در درصد های مشخص کارآیی لازم را نسبت به آهک به تنهایی نشان نداده است. برای کاهش نفوذپذیری ماسه به کمتر از cm/s 7- 10 مقدار بهینه بنتونیت 5/8 درصد و برای خاک رس مقادیر بهینه آهک و بنتونیت به ترتیب 7/1 و 7/2 درصد تعیین شده است.
    کلیدواژگان: پوشش، شیرابه، آببند، مدفن، زباله، آهک، بنتونیت
  • بهاره عبداللهی، محمد شکرچی زاده، مسعود متولی، مهدی بخشی صفحه 71
    در این مطالعه، مدل سازی آزمایشگاهی محصورسازی المان های فشاری بتنی، با استفاده از ورق های پلیمری مسلح به الیاف شیشه ای (GFRP) بررسی شده اند. پارامتر های مورد بررسی، با در نظر گرفتن اثر خواص بتن و الیاف، شامل مقاومت هسته بتنی محصور نشده، ضخامت لایه محصور کننده و زاویه جهت گیری الیاف در لایه محصور کننده GFRP هستند. آثار این پارامترها بر رفتار منحنی تنش-کرنش فشاری، مقاومت فشاری، کرنش نهایی و جذب انرژی بتن محصور شده برای استفاده در مقاصد طراحی ارزیابی شده اند. هدف نهایی این مطالعه، مقایسه روش محصورسازی ستون های بتنی توسط مصالح GFRP با روش نوین محصورسازی توسط حریره بتن الیافی (SIFCON) است. بدین منظور، نتایج آزمایش های فشاری بر روی المان های بتنی محصور شده با SIFCON، که توسط محققان دیگری انجام شده، با نتایج نمونه های بتنی محصور شده با GFRP مقایسه شده اند. نتایج مقایسه نشان می دهد که رفتار کلی منحنی تنش-کرنش بتن محصور شده توسط SIFCON، به علت رفتار قابل توجه پس از تسلیم، نسبت به منحنی بتن محصور شده با GFRP تفاوت هایی دارد. محصورسازی توسط SIFCON، از نظر بهبود مقاومت فشاری و ظرفیت جذب انرژی، دارای نتایجی قابل مقایسه با روش محصورسازی توسط GFRP می باشد.
    کلیدواژگان: حریره بتن الیافی، کرنش نهایی، جذب انرژی، مقاومت فشاری، پلیمر های مسلح به الیاف، منحنی تنش، کرنش، محصور سازی
  • اورنگ فرزانه، فرج الله عسکری، امیرحسین حداد صفحه 85
    در این مقاله به بررسی و ارزیابی آزمایشگاهی ظرفیت باربری پی های منفرد واقع در بالادست شیب ها و مقابسه نتایج آن با جواب های حاصل از روش های نظری پرداخته شده است. در بررسی آزمایشگاهی، پس از ساخت دستگاه های بارش ماسه و بارگذاری مدل، آزمون های مختلفی روی مدل های کوچک مقیاس انجام گرفته است. از سوی دیگر برای یافتن پاسخ های نظری از نرم افزاری به نام TRASS استفاده شده که قادر است ظرفیت باربری پی های واقع در بالادست شیب ها را در حالت سه بعدی از روش مرز بالای آنالیز حدی محاسبه نماید. مقایسه نتایج، هماهنگی به نسبت خوبی را بین نتایج آزمایشگاهی و نظری نشان می دهد.
    کلیدواژگان: مدل سازی آزمایشگاهی، پی های واقع بر شیب، ظرفیت باربری، تحلیل سه بعدی
  • فرج الله عسکری، امیر قاسمی صفحه 95
    وقوع پدیده روانگرایی به طور معمول پیامدهایی نظیر ناپایداری سازه ها، نشست متقارن و یا نامتقارن، کاهش باربری شالوده های سطحی و شمع- ها و افزایش نیروهای جانبی به سازه های نگهبان را به دنبال دارد. به این دلیل برای مقابله با آثار مخرب این پدیده، شناسایی مناطق مستعد روانگرایی بسیار ضروری است. این شناسایی می تواند به شکل پهنه بندی که در آن ظرفیت خطر در مناطق مختلف تعیین می شود انجام گیرد. در این مقاله، نتایج بررسی های به عمل آمده در زمینه پهنه بندی ظرفیت روانگرایی در استان لرستان ارائه شده است. این پهنه بندی بر اساس توصیه های ارائه شده در راهنمای پهنه بندی خطرات ژئوتکنیک لرزه ای و مهندسی زلزله]1[انجام گرفته است. نتایج مطالعات انجام یافته بیانگر آن است که دشت های استان لرستان، بسته به نوع و بافت نهشته ها و سطح آب زیرزمینی، دارای پتانسیل خطر از کم تا زیاد را دارند.
    کلیدواژگان: مهندسی ژئوتکنیک لرزه ای، مطالعه موردی، پهنه بندی، روانگرایی
  • مریم کرمی، محمدرضا مجدزاده طباطبایی صفحه 105
    در این تحقیق با در نظر گرفتن پوشش گیاهی و کمی سازی تاثیر آن روی پایداری مقطع رودخانه های شنی، تغییرات پارامترهای هندسه هیدرولیکی مقطع مثل عرض، عمق و شیب بررسی شدند. بدین منظور مدلی توسعه داده شده است که در آن مقاطع با شیب های کناره تند، عمیق و دارای عرض کم هستند، و در مقابل، مقاطع با کناره های با شیب جانبی ملایم، کم عمق و عریض هستند. در واقع حالت اول شبیه وضعیت رودخانه هایی است که در آنها پوشش گیاهی، انبوه است و حالت دوم مشابه رودخانه هایی است که در آنها پوشش گیاهی، پراکنده است. در این مقاله اثر پوشش گیاهی به وسیله ارتباط آن با پایداری خاک کناره(زاویه ایستایی اصلاح شده خاک) بررسی شده و بدین وسیله کمی می شود. در واقع به کمک مدل تاثیر پایداری کناره بر هندسه هیدرولیکی رودخانه به صورت کمی بررسی قرار می گیرد. سپس مدل موردنظر روی داده های 62 رودخانه شنی از کشور انگلستان بررسی و مدل مورد واسنجی قرارگرفته است. نتایج به دست آمده علاوه بر اینکه تاثیر پایداری کناره در تعیین خصوصیات هندسی مقطع کانال را نشان می دهند، کارایی مدل ارائه شده را نیز ثابت می کنند.
    کلیدواژگان: هندسه هیدرولیکی، مقطع پایدار، پوشش گیاهی، عرض بهینه، مدل تحلیلی
  • امیرحسین قربانپور، مهدی قاسمیه صفحه 117
    سقف های کامپوزیت از جمله سیستم های سقف هستند که به علت وزن سبک و میرایی کم سیستم سازه ای و همچنین زیاد بودن فاصله تیرچه ها نسبت به بارهای دینامیکی بسیار حساس هستند. در این سقف ها ممکن است به علت حرکت افراد، ارتعاشاتی حاصل شود که برای ساکنان احساس ناامنی به وجود آورد. در این مقاله سعی می شود تا حداکثر تغییر مکان دینامیکی دال کامپوزیت بر اثر بار قدم زدن ساکنان و همچنین بسامد اصلی ارتعاش آزاد دال در راستای قائم به وسیله شبکه عصبی پیشبینی شود. با توجه به سوابق مطالعاتی انجام شده و نتایج شبکه، وضعیت دال از نظر احساس ساکنین از ارتعاش بررسی شده است. در نهایت با توجه به نتایج ذکر شده، امکان اصلاح طراحی دال کامپوزیت وجود خواهد داشت. در نتیجه با توجه به مطالب فوق، در طراحی سقف ها علاوه بر کنترل های مرسوم طراحی، کنترل ارتعاش دال نیز امکان پذیر است.
    کلیدواژگان: بسامد، شبکه عصبی، ارتعاش عمودی، سقف کامپوزیت
  • عباس منصوری، علی سبحانی صفحه 127
    مدل کردن اندرکنش سد مخزن در حالت مخزن نامحدود با استفاده از روش اجزای محدود با مشکلاتی رو به روست که از طبیعت نیمه نامحدود مخزن ناشی می شود. نرم افزارهایی مانند ANSYS نیز که از روش اجزای محدود برای تحلیل بهره می جویند، با این مشکل مواجه هستند. در این تحقیق سعی شده است که روشی برای بر طرف کردن این موضوع در ANSYS ارائه شود. بدین منظور از یکی از المان های موجود در نرم افزار مزبور استفاده می شود. این المان که توانایی جذب نسبی امواج را دارد، FLUID129 نام دارد و برای به کارگیری آن، باید شرایط خاصی را فراهم کرد. در این مقاله، شرایط مزبور بیان و پاره ای نتایج مربوط به آن با پاسخ های موجود در سایر مراجع مقایسه می شود تا درستی راهکار پیشنهادی نمایان شود.
    کلیدواژگان: اندرکنش، ANSYS، سد وزنی، شرط مرزی سامرفیلد، مخزن
  • سید مجدالدین میرمحمدحسینی، مسعود شریف زاده اصلی صفحه 135
    یکی از عوامل اصلی در طراحی و ساخت ایمن دیوارهای حائل، شناخت کمی و کیفی رانش های وارد به این دیوارها است. مدل های آزمایشی و تحلیلی بسیاری برای تخمین رانش خاک ارائه شده است. نظرها و توصیه های مختلفی درباره نحوه توزیع و نقطه اثر رانش خاک وجود دارد، اما نوع تغییر مکان و میزان آن در روابط ارائه شده در نظر گرفته نشده است. در این مقاله ساخت یک مدل عددی به وسیله نرم افزار «FLAC 2D» برای مطالعه رانش مقاوم خاک تشریح شده است. به کمک این مدل عددی، تحلیل های وسیعی در شرایط مختلف روی یک مدل دیوار حائل انجام گرفته و نتایج قابل ملاحظه ای پیرامون کم و کیف رانش خاک بر دیوار های حائل به دست آمده که بخشی از نتایج مربوط به تعیین رانش خاک تحت اثر تغییر مکان های مختلف دیوار در این مقاله ارائه شده است.
    کلیدواژگان: دوران حول پایه، دوران حول راس، سربار سیکلی، انتقال، رانش مقاوم خاک، دیوار حائل، مدل عددی
|
  • Page 1
    An analytical solution is presented for displacements and stresses of a three dimensional linear hyperelastic transversely isotropic layer bonded on the top of a transversely isotropic half-space subjected to an arbitrary, time-harmonic surface tangential force. The equations of equilibrium in terms of displacements are uncoupled by using a set of two potential functions introduced by Eskandari-Ghadi (2005) for electrodynamics problems of any convex transversely isotropic domain with respect to the axis of material symmetry. The Fourier expansion and Hankel transform in a cylindrical coordinate system are employed to solve the boundary value problems for the potential functions. The development includes a set of transformed displacement-potential relations that are useful in a variety of either static or dynamic problems. To verify the accuracy of the numerical evaluation of the present solutions, comparisons with existing solutions are given. Different numerical results are also included to demonstrate the influence of the degree of the material anisotropy and the frequency of excitation on the response. Solutions presented in this paper are important in development of boundary-integral-equations to analysis both dynamic anisotropic soil-structure interaction problem and seismic waves scattering in anisotropic soils.
  • Page 15
    According to development of displacement–performance based design, there are some studies on different structures which most of them are about regular plan structures. In this research has been tried to review the frame steel structures designed Based on 2800 standard of Iran to achieve the designed structures performance level to find how much function levels it covers in earth quake. To show this matter, we used the members receipt and replace basis in push over dynamic analysis. Also, in order to show eccentricity in function level, the location of the center of mass transferred in amount of 10&15 percents of structure dimension toward the center of mass and the influence of gravity and lateral load is reviewed regarding the selected styles. The achieved conclusions appear that replace of mass center will increase by raising the eccentricity and change the style of existing plastic hinges and the numbers.
  • Page 25
    Concrete block quay wall, is consisted of solid or hollow concrete blocks sitting on each other to form the wall section. In this type of wall geotechnical condition, design calculation and ability of contractor determine the blocks dimensions. In these walls resistance against applied loads is provided by wall weight. To reduce active soil pressure and to increase wall stability in seismic regions, hunchback section is formed by placing a protruding knapsack to landside. In this formation according to backward tendency of blocks, wall stability will be increased. For knapsack section, special considerations such as trimming the blocks, more accurate setting blocks and consequently increasing construction costs should be considered. “Inclination angle” and “ratio of inclination height to entire wall height” play an important role in geometrical design of hunchback section. Selecting proper amount of these two helps decreasing soil dynamic pressure behind the wall and consequently reduces the concrete volume required construction. In this article, in order to evaluate the proper amount of “inclination angle” and “ratio of inclination height to entire wall height”, applying numerical modeling, FLAC 2D is used for modeling different hunchback block quay walls. Comparing the results, the proper amounts of the aforementioned parameters have been recommended. The results of modeling are categorized in below sections. - Soil dynamic pressure behind the wall, - Displacement of upper block - Concrete volume required for construction of unit berth length. The results show that a negative inclination angle of 50-55 degree which starts from middle of the wall height is the optimum formation to reduce the soil pressure and the concrete volume per berth length unit.
  • Page 35
    Tunnel is integral part of the infrastructure of modern society and is used for a wide range of applications, including highway, sewage and water transport. This structure built in areas subject to earthquake activity and must withstand safely seismic waves. Seismic waves are characterized in terms of the deformations and strains imposed on the structure by the surrounding ground, often due to the interaction between two. Dynamic analysis of lined tunnel with bending in longitudinal axis is not a common case and is not exist in literature as rich as long lined tunnel with straight axis. In this paper the case was analyzed with BEM in full space time domain. Tunnel with bending in longitudinal axis and large backfilling is dynamically analyzed in three dimensional contexts by assuming linear or viscoelastic material behavior, full contact between soil and structure at their interface without modeling free surface of ground. An analytical boundary integral equation is developed for the efficient time domain dynamic response analysis of a bending cavity with arbitrary cross-section geometry. The numerical solution of boundary integral equation is obtained after discretizing both space and time variation. First curvilinear coordinates, which Z axis is along main longitudinal line, is introduced. Geometry of bend, displacement and traction is expressed in this coordinates. Complex shape of the cross section is mapping into a circular shape with a unit radius by trigonometric shape functions. This mapping enables us to discretize the boundary only along the longitudinal axis of tunnel. Therefore boundary is divided into N circular element this is because of advantages of circular element. Harmonic substantial behavior of deformation and traction, which expressed in cylindrical coordinates, results their variation with central angle expressed in Fourier series. This helps us to decrease the number of equation very much. Observation time is divided into M time step. Appropriate time step is chose because it is very important for numerical stability of transient dynamic problems. Weak and strong singularity occurs during integration process. Direct approach for the rigorous treatment and numerical evaluation is used. For this purpose circular element divided into subdivision elements and integration is done in each element. Singular points exist in one subdivision. Polar coordinates and CPV sense is used for evaluating strong singularity and three coordinates transformation is used for eliminating weak singularity. After all, equation should be solved for the total displacement and tractions at inner and outer surface of tunnel. This is accomplished by especial out of core block equation solver of gauss type for non-symmetric matrices. Numerical results are presented for the case of lined curve tunnel of circular cross section with some values in bending radius, tunnel radius and thickness of tunnel. Plain strain theory results are compared with the straight portion of the model.
  • Page 49
    In this research, using an expansive channel in plan and along the longitudinal profile, deltaic reservoir sedimentation was studied. Sedimentation in bed load governed conditions and delta formation in reservoir environment is a function of various parameters such as: geometrical shape of reservoir, bottom slope, hydrological properties and hydraulic conditions of inflowing stream, sediment load and type of sediment. In this current work, some of effective variables including: depth of reservoir, water discharge, rate of sediment load, physical and geometrical characteristics of grains was studied. The rate of bed level changes and delta movements in time, corresponding to variation of each parameter, was recorded. Observations shows, rate of delta movements along the reservoir have a high dependency on pool water level. By use of dimensional analysis, some dimensionless parameters proportional to physical properties of phenomenon have been derived. The governing rule of phenomenon was established in accordance with experimental results and non-dimensional variables. Finally the curves of delta movements and the characteristic parameter of reservoir were presented as new achievements of this project.
  • Page 61
    Population growth, uncontrolled and excessive consumption of natural resources, urbanization together with technological and industrial developments have brought about considerable changes in the environment. At present, one of the main concerns for these societies is the proper collection and disposal of the domestic wastes. One of the main methods used for the disposal of the wastes has been the construction and use of landfills. Engineering designed and constructed landfills, should allow proper collection and disposal of the leachate, in order to prevent it from permeating into the ground and polluting valuable soil and ground water resources both in short and long terms. To achieve this, it is of paramount importance to use impermeable material for the construction of the landfill liner and the cover. In the current investigation, the possibility of using additives such as bentonite and lime to reduce the permeability of sandy and clayey soils has been studied. The effects of the additives were investigated when they were added to the soils in singular and in combined form. The amount of additives used varied between 0 to 9 percent of the dry weight of the soil. Results of the investigation showed that the use of bentonite on its own significantly reduces the permeability of the sand and lime addition proved to be ineffective in this respect. In case of the clay soil, lime showed to be more effective than bentonite in reducing the permeability of the soil. Concurrent addition of the lime and bentonite to the clay soil, although resulted in reducing the permeability but for a particular percentage of additives it has not been as effective as lime on its own. The addition of lime to the clay soil causes chemical reactions which constitute calcium silicate and aluminate hydrates. These compounds cement the soil particles together, occupy part of the void spaces and subsequently reduce permeability. Lime addition to the clay soil also modifies the clay structure, reducing its affinity for water absorption. As a result clay particles become less able to absorb water and the cementation of the particles resists volumetric changes caused by moisture variations. These effects combine to increase the clay soils ability to resist desiccation cracking when used as landfill cover. To meet the U.S.E.P.A. criterion of reducing soil permeabilities to less than 10-7cm/s, the optimum amount of bentonite for the sand was determined to be 8.5%, and for the clay soil the optimum lime and bentonite contents were respectively determined as 1.7% and 2.7%.
  • Page 71
    In this study, the experimental investigation of confinement in concrete compressive elements using Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) sheets has been conducted. Regarding the effects of concrete and fibers properties, the studied parameters include the strength of unconfined concrete core, thickness of confining layer and orientation of fibers in GFRP confining layer. The effects of these parameters on the behavior of compressive stress-strain curve, compressive strength, ultimate strain and energy absorption of confined concrete have been assessed to be used in design purposes. The final goal of this study is to compare the two methods of confining concrete columns using GFRP materials and using Slurry Infiltrated Fiber Concrete (SIFCON). Consequently, the results of compressive tests on concrete elements confined by SIFCON which were conducted by other researchers have been compared with the results of tests on GFRP confined concrete specimens. The results of this comparison show that the general behavior of stress-strain curves of concrete confined by SIFCON is different from that of GFRP confined concrete due to the significant post peak behavior of SIFCON confined concrete. SIFCON confinement method provides comparable results with GFRP confinement, considering the improvement of compressive strength and energy absorption capacity.
  • Page 85
    The problem of a footing on slope is encountered regularly in engineering practice, with some noteworthy examples being bridge abutments and basement excavations. In this paper, the bearing capacity of a footing replaced near a slope crest was studied. Model tests were carried out using square model footing of 100 mm width. A tank 0.3 m deep, 0.6 m wide, and 0.9 m long was used for the model bearing capacity tests in sand. Models were prepared at different relative densities using a sand raining technique. During the tests, the density of the sand bed was adjusted by changing the height of the plate from which the sand particles freely fell. With repeated preliminary tests, reproducibility and repeatability were checked. Several parameters including the density of the soil and location of footing relative to the slope crest were studied. Particular emphasis is paid to the scale effects and its influence on bear capacity of the footing. The influence of different parameters was studied through this program and the validity of results was verified from experimental and analytical simulations. A series of upper bound limit analysis analyses were performed on a prototype slope using three-dimensional model by the computer program TRASS. The soil was represented by a non-linear perfect plastic Mohr coulomb model. A close agreement between the experimental and numerical results is observed. The rupture planes observed in the experiments and analyses were also very similar. The results show that limit analysis solutions would be a good approximation to estimate the bearing capacity of footings near slopes.
  • Page 95
    One of the most important problems in geotechnical projects is how to predict unstable areas. There are several methods to hazard potential delineation, generally include direct and indirect methods. In general, for some geotechnical problems, the hazard potential can be expressed by the terms of "very high, high, moderate, low, and very low". The evaluation using these terms as a qualitative assessment, enables the preparation of susceptibility maps at low cost for purposes such as land-use planning or regional risk assessment. This paper presents the investigation results of liquefaction zonation in Lorestan Province. This zonation is based on Forth Technical Committee manual for zonation on seismic geotechnical hazards (TC4). Three grades of approach to zonation can be used related to scale of mapping: Grade 1 or general zonation which is based on compilation and interpretation of existing information available from historic documents, published reports and other available databases, mapping in the range 1:1000,000 to 1:50,000. Grade 2 or detailed zonation, mapping to scales of about 1:100,000 to 1:10,000, based on improving the Grade 1 zonation maps at moderate cost by making use of additional data such as aerial photographs or additional field studies. Grade 3 or rigorous zonation, which is a very detailed level of zonation, mapping in scales of 1:25,000 to 1:5,000. In this paper, Lorestan Province Liquefaction Potential is evaluated bases on Grade 1 and Grade 2 methods and mapped in scale of 1:250,000. Results of this zonation shows that the potential of seismic hazsrds of alluviums in this region varies from low to high, related to soil structure, level of ground water and Soil density.
  • Page 105
    Modeling the hydraulic geometry of Gravel Rivers is of intrest to hydraulic engineers, hydrologists and enviromental scientists who are engaged in predicting the adjustments of an alluvial channel to an altered upstream runoff or sediment supply. The widely used qualitative and regime models, while indicating the general direction of river adjustment, are not able to deal with river response at a quantitative level. On the other hand the existing analytical models do not predict channel geometry to the accuracy required for engineering applications. In this paper a bank stability analysis is incorporated into an analytical procedure for modeling the hydraulic geometry of an alluvial gravel-bed channel. The bank stability criterion accounts for the increased stability of the channel banks due to effect of the bank vegetation and binding of the sediment by root masses. The two key parameters in the bank stability analysis are the median grain diameter of the bank sediment, D50bank and the modified friction angle of the bank sediment,? ?. A sensitivity analysis of the two parameters indicate that the bank stability can exert a larg influence on the channel geometry. This is supported by testing the theory on published field data.The bank sediment size was assumed to equal the bed sediment size, and the variation of the friction angle,? ?, was investigated. The estimated? ? values are seen to increase systematically with the bank vegetation density. The results indicate that increased bank stability induced by the vegetation has a significant influence on channel geometry. The vegetated channels are narrower, deeper and less steep. For well developed bank vegetation, the channel width was found 0.6 time its unvegetated channel width.
  • Page 117
    Composite steel concrete composite floor used mainly in the commercial and office building has lighter weight and is considered very economical. The light weight natures of this type of floor causes some vibration problems when it is subjected to loadings such as human footstep loading. The dynamic characteristics of these floors are dependent on several parameters such as joist span, girder span, slab thickness and etc. In this article, using the neural network analysis, the vertical vibration of the composite floor system subjected to footstep loading is investigated. The parameters effecting on the overall vibrational characteristics is recognized. Numbers of practical cases subjected to different loading were analyzed. Finally with some of the guidelines provided from other researchers and the results obtained from this study, the vertical floor vibration induced by footstep loading can be checked and the design equations and the guidelines required for such phenomenon can be controlled.
  • Page 135
    Learning about earth pressure is an important factor in problems concerning geotechnical engineering. Earth pressure depends on many factors such as the nature of surcharge, soil properties and soil-wall Interaction. It is also a function of amount and type of wall deformations. Cyclic surcharges such as traffic loads, explosions and the impact of passing heavy trucks and vehicles on the backfill soils will Increase the normal stresses and lead to considerable changes of earth pressures. They also cause Strains which results in instability of retaining structures. The variety of factors influencing the soil-wall interaction may cause the dynamic earth pressure to become very complicated and hence difficult to be predicted. In addition, the distribution of dynamic earth pressure and its point of application along the wall are still unclear. In order to clearly explain the earth pressure under cyclic surcharges, both Numerical and experimental models need to be considered. Therefore, passive earth pressure under static and cyclic vertical surcharges in three different conditions of wall movement such as translation (T), rotation about the bottom (RB) and rotation about the top (RT) have been studied using popular Geotechnical software 'FLAC' based on finite difference method. In order to verify and calibrate the numerical model, some tests in passive case were carried out using the physical model of a retaining wall developed in "soil mechanic laboratory of civil and environmental engineering faculty at Amirkabir University of Technology (Nikkhah & Mirhosseini, 2004)". Finally, parametric studies have been done to investigate the effect of soil properties, type and amount of wall movements and also the nature of surcharges on passive earth pressure.