فهرست مطالب

مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز - سال چهلم شماره 1 (پیاپی 61، بهار 1389)

نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
سال چهلم شماره 1 (پیاپی 61، بهار 1389)

  • 86 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1389/02/21
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مقالات پژوهشی
  • مسعود حاجی علیلوی بناب، محمدحسین امین فر، محمدحسین محصل، حبیب آذرنیا شاهگلی صفحه 1
    در این مقاله، رفتار شمع بلند (Long pile)، تحت بارگذاری جانبی، با استفاده از روش سرعت سنجی تصویری ذرات PIV (Particle Image Velocimetry)، در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر مایل بودن شمع در رفتار خاک اطراف آن، مورد مطالعه قرار گرفته است. خاکی که در این پروژه استفاده شده از نوع ماسه خشک بد دانه بندی شده می باشد که در سست ترین حالت به شکل ریزش بارانی در داخل جعبه آزمایش ریخته می شد . شمع ها از نوع فولادی و به طول 40 سانتیمتر بودند، که، 37 سانتیمتر از آن در داخل خاک مدفون است. زاویه انحراف شمع نسبت به قائم در شش حالت و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش ها نشان داد که تاثیر زاویه انحراف شمع مهم تر از تحت فشار یا کشش بودن شمع می باشد. همچنین طول عمق گیرداری شمع هایی که تحت کشش قرار می گیرند (شمع مایل منفی)، نسبت به شمع هایی که تحت فشار هستند (شمع مایل مثبت)، کمتر است. بررسی ها نشان داد که با مایل تر شدن شمع، با اعمال بار جانبی، شمع تحت نیروی محوری بیشتری قرار گرفته، در نتیجه سبب نشست بیشتر خاک اطراف شمع در اعماق پایین تر می گردد، که برای شمع های مایل مثبت نسبت به شمع های مایل منفی این میزان نشست بیشتر می باشد.
    کلیدواژگان: شمع بلند، شمع مایل، بار جانبی، PIV
  • یوسف حسن زاده، عطاالله رنجینه خجسته صفحه 13
    شکست سدها در اثر وقوع زلزله، بمباران، پدیده رگاب، روگذری جریان و یا وجود اشتباه در طراحی و اجرای پروژه محتمل بوده و می‎تواند خسارات جانی و مالی فراوانی در پایین دست آنها ایجاد نماید. دانستن سرعت انتشار امواج ناشی از شکست سد و اثرات زبری بستر در تغییرات کمی و کیفی گسترش سیلاب در پایاب سدها از اهمیت ویژه‎ای در هیدرولیک جریان های با سطح آزاد برخوردار است. در این مقاله اثرات زبری بستر پایاب یک سد در سرعت انتشارامواج ناشی از شکست سد از دیدگاه تئوری با اعمال روش مشخصه به شکل بی بعد به کمک کامپیوتر تحلیل و با داده های موجود در ادبیات فنی مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است. بررسی اثرات زبری بستر بر سرعت انتشار امواج حاصل از شکست سد نشان می دهد که با افزایش زبری بستر سرعت پیشانی امواج مثبت و خشک کننده بطور محسوسی کاهش می یابد. همچنین ملاحظه می شود که موج خشک کننده از یک سو با تاخیر زمانی نسبت به موج مثبت منتشر شده و از سوی دیگر سرعت آن به مراتب کمتر از سرعت پیشانی موج مثبت می باشد.
    کلیدواژگان: شکست سد، روش مشخصه، زبری بستر، پیشانی موج مثبت، پیشانی موج منفی
  • محمد شاکر خطیبی، حسین گنجی دوست، بیتا آیتی، اسماعیل فاتحی فر، عبدالرسول صفاییان صفحه 21
    اکریلونیتریل به عنوان ماده اولیه اصلی در تولید رزین اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) به طور وسیعی در صنعت پتروشیمی و دیگر فرایندهای صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار می گیرد. این ترکیب به دلیل ویژگی های سمی، به آسانی توسط سیستم های تصفیه متداول حذف نمی شود و در صورت عدم تصفیه مناسب، تخلیه پساب حاوی آن می تواند سبب بروز آلودگی شدید محیط زیست شود. در این تحقیق، کارایی راکتور بیولوژیکی رشد چسبیده هوازی (ASFFR) در حذف اکریلونیتریل از پساب مصنوعی واحد ABS مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، از یک راکتور بیولوژیکی در مقیاس آزمایشگاهی با حجم مفید L 2/44 حاوی آکنه های پلی پروپیلن با سطح ویژه m2/m3 324 و تخلخل 87 درصد استفاده شده است. آزمون های تصفیه، در دو مرحله و با اعمال مقادیر بار آلی مختلف صورت گرفته است. در مرحله اول، راکتور بیولوژیکی در زمان ماند هیدرولیکی 9، 7، 5 و hr 4 و غلظت COD محلول mg/L 300 راه اندازی شده و در مرحله بعدی، راه اندازی با زمان ماند hr 4 و COD ورودی350، 400 و mg/L 450 انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که در بارگذاری آلی kg. COD/m3.d 4/2- 8/0، بازده حذف COD در شرایط پایدار در محدوده 99-95 درصد بوده است. همچنین، افزایش بار آلی و سطحی به ترتیب به kg. COD/m3.d 7/2 و g. COD/m2.d 16/23، باعث بروز اختلال در سیستم شده و بازده حذف COD به 66 درصد کاهش یافت. در نهایت، مدل های ریاضی مربوط به عملکرد راکتور، به منظور بررسی روابط بارگذاری آلی و سطحی به عنوان متغیر مستقل و متغیرهای وابسته از جمله COD و VSS پساب خروجی تعیین گردید. براساس نتایج بدست آمده، سیستم ASFFR می تواند به عنوان گزینه ای مناسب در تصفیه پساب پتروشیمی حاوی اکریلونیتریل مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: اکریلونیتریل، پساب پتروشیمی، تصفیه بیولوژیکی، سیستم ASFFR
  • محمدرضا شیدایی، مسعود نگین صفحه 33
    ارزیابی و تضمین ایمنی سازه های شبکه دولایه فضاکار بدون در نظر گرفتن اثر پارامترهای تصادفی غیرممکن است. در واقع وجود ناکاملی های اولیه در ساخت و یا مونتاژ شبکه های دولایه با دارا بودن صدها و یا هزاران عضو اجتنابناپذیر میباشد. بسیاری از این ناکاملی ها از قبیل وجود انحنای اولیه در اعضا، خروج از مرکزیت در اعمال بار محوری، تغییرات موضعی در خواص مصالح و یا ناهمگن بودن آن، و یا وجود تنش های پسماند در اعضاء که دارای طبیعت ذاتی تصادفی میباشند، ظرفیت باربری اعضا را کاهش می دهند. در نتیجه در ارزیابی رفتار خرابی واقعی سازه ضروری است توزیع تصادفی ناکاملی های مذکور منظور گردد. لذا در این مقاله تاثیر احتمالاتی ناکاملی ها در قابلیت اعتماد سازه های شبکه دولایه فضاکار با بهکارگیری آنالیز شبیهسازی مونت کارلو در قالب نرمافزار OpenSees مطالعه گردیده است. نتایج حاصله حاکی از حساسیت رفتار خرابی شبکه های دولایه فضاکار به توزیع تصادفی ناکاملی های اولیه می باشد.
    کلیدواژگان: شبکه های دولایه فضاکار، ناکاملی های اولیه، احتمالات، قابلیت اعتماد، آنالیز مونت کارلو
  • محمدعلی لطف اللهی یقین، اسلام کرامت زارنجی، حمید احمدی صفحه 41
    پایه های استوانه ای با مقطع مدور، عمده ترین المان های تشکیل دهنده سازه های فراساحلی متداولی نظیر سکوهای شابلونی و سکوهای خودبالابر هستند. از آنجا که این المان ها همواره در معرض برخورد امواج دریا بوده و این امواج دارای ماهیتی تصادفی هستند، مطالعه یک المان استوانه ای تحت اثر امواج تصادفی، می تواند دربردارنده نتایج مفید و ارزشمندی باشد. نیروهای ناشی از امواج، تابعی از الگوی توزیع فشار در اطراف پایه هستند. این فشار، توزیعی نامتقارن نسبت به محور طولی استوانه داشته و نسبت به زمان متغیر است. این ویژگی منجر به ظهور نیروهای متغیر و نامتقارن در طرفین پایه می شود. تشکیل نامتقارن گردابه ها در اطراف پایه، عامل اصلی ایجاد این توزیع فشار نامتقارن است. گردابه ها تاثیر زیادی بر نیروهای برآ و پسای وارد بر المان دارند. در مورد توزیع فشار روی پایه های استوانه ای تحت اثر امواج، تحقیقات قابل ملاحظه ای انجام نشده و اکثر مطالعات صورت گرفته، روی تعیین نیروهای وارد بر پایه های استوانه ای متمرکز شده است. هدف پژوهش حاضر، تبیین توزیع فشار در اطراف یک پایه استوانه ای با مقطع مدور و حصول روابطی برای تعیین فشار در یک نقطه دلخواه روی سطح المان استوانه ای، از طریق تحلیل و بررسی نتایج آزمایشگاهی می باشد. داده های مورد استفاده، نتایج آزمایشاتی است که بر روی پایه های استوانه ای با زبری موضعی تحت اثر امواج تصادفی، در کانال موج دلتای آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه دلفت انجام شده است.
    کلیدواژگان: توزیع فشار، پایه استوانه ای، امواج تصادفی، جاری شدن گردابه، برازش
  • مسعود نوشادی، نرگس زمانی، سیف الله امین، یونس قاسمی صفحه 53
    برای جلوگیری از آلودگی آب و محیط زیست باید راهکارهایی جهت تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب ها اتخاذ گردد. بیوتکنولوژی زیست محیطی سعی در ارائه و توسعه روش های نوین تصفیه آب و فاضلاب دارد و در این راستا از موجودات تک سلولی مانند ریزجلبک ها استفاده می نماید. از آنجائی که حذف هر آلاینده از فاضلاب متناسب با اهمیت بهداشتی و زیست محیطی آن است، حذف عناصر مغذی با پیدایش پدیده یوتریفیکاسیون در منابع آبی اهمیت خاص پیدا کرده است. هدف از این تحقیق، بررسی راندمان حذف نیتروژن- نیتراتی و ارتوفسفات از فاضلاب شهری توسط گونه های مختلف ریزجلبک می باشد. گونه های مختلف ریزجلبک در محلول آلژینات سدیم تثبیت شده و به ارلن های حاوی cc500 فاضلاب خروجی تصفیه خانه فاضلاب شیراز اضافه گردید. طی مدت 12 روز، میزان NO3–N، PO43–P و pH اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که ریزجلبک کلامیدوموناس با حذف 4/82 درصد از نیتروژن- نیتراتی و 9/71 درصد از ارتوفسفات از فاضلاب، در مقایسه با سایر گونه ها بالاترین راندمان حذف NO3–N و PO43–P را دارد. همچنین، ریزجلبک کلرلا ولگاریس بالاترین ظرفیت اکسیژن زایی را دارند. با رشد و غنی شدن ریزجلبک ها و افزایش پروتئین در آن ها، می توان از توده زیستی تولیدی در صنعت، کشاورزی، مواد دارویی و غذایی استفاده نمود.
    کلیدواژگان: نیتروژن نیتراتی، ارتوفسفات، زیست فناوری، تثبیت ریزجلبک
  • یادداشت پژوهشی
  • جبارعلی ذاکری، سعید محمدزاده، یاشار درودی صفحه 63
    در این مقاله بررسی تحلیلی تنش در تراورس با استفاده از نتایج آزمایش هایی که در خط آهن واقعی صورت گرفته است، انجام گردید. در این آزمایش ها تراورس بتنی B70 حاوی نیروسنج های جاسازی شده در آن نصب گردید. سپس بعد از زیرکوبی با عبور قطاری با بار محوری مشخص، نیروهای وارده بر تراورس به عنوان خروجی اندازه گیری ها مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج تحلیل ها نشان دادند که طراحی تراورس بتنی B70 برای حالت های متفاوت زیرکوبی شده و زیرکوبی نشده مناسب بوده و تنش های ایجاد شده در محدوده مجاز می باشد. همچنین تحلیل ها نشان دادند که عدم استفاده از ماشین پایدارساز دینامیکی خط برای تثبیت تراورس تعویض شده با کاهش سهم باربری تراورس مورد آزمایش باعث اعمال نیروهای بیشتر از چرخ به تراورس های اطراف می شود و همین مساله باعث تشدید نیروهای دینامیکی ریل- تراورس و در نتیجه زوال زودرس تراورس ها می گردد. به همین دلیل در تعویض تراورس های معیوب مناسب است طول مناسبی از خط زیرکوبی شده و سپس ماشین پایدارساز دینامیکی خط فعالیت نماید.
    کلیدواژگان: مکانیک خط آهن، تراورس بتنی، نیروسنج، زیرکوبی خط آهن، پایدارساز دینامیکی خط
|
  • M. Hajialilue Bonab, M.H. Aminfar, M.H. Mohassel, H. Azarnya Shahgoli Page 1
    In this paper behavior of long pile under lateral loading using PIV (Particle Image Velocimetry) method, in laboratory, was studied. In these tests the effects of inclination and stiffness of piles, were studied. The soil was made of loose poorly and fine sand (SP). The total length of pile was 40 centimeters and the embedded length of long pile was 37cm. For long pile, the inclined angles were: θ=±5°, θ=±10° and θ=±15°. If the pile is under compression, it is considered positive, otherwise it is negative. After doing tests and analysis of the piles results, it was observed that the bearing capacity of batter pile is more than vertical pile, and the bearing capacity of negative batter pile is more than positive batter pile too. The piles results are observed that the effect of the inclined angle of the pile is more considerable than being positive or negative. For example the bearing capacity of +10° pile is more than -5° pile. It was observed also if inclined angle of the pile increases, the rigid length of pile will reduce, and for negative piles, this length reduces too. In batter pile, under lateral loading, the pile is taken under axial force, consequently cause more settlement.
  • Y. Hassanzadeh, A.R. Khojasteh Page 13
    The possibility of dam failures due to seismic forces, bombardment, piping, overtopping, or mal-designing and construction considerations is probable and can result in the most notable human life losses and extensive property damages. The knowledge of the propagation of the flood waves resulted by dam failure and the resistance effects of bed roughness on the flow velocity variation in the downstream of the dams have an important role in the hydraulics of free surface flows. In the present paper the rapidly varied unsteady flow caused by the failure of a model dam in a rectangular sloping rough channel with dry down stream bed has been analyzed theoretically using the characteristic method on the dimensionless form by means of computer and compared with experimental data existing in the literature. It is concluded that the positive wave front and drying wave front are highly sensitive to hydraulic resistance, consequently increasing the bed roughness causes to decreasing the flow velocity. Also by approaching the positive wave front, the flow velocity increases and tends to the value of wave front velocity. Finally, comparison revealed that experimental data of rough sloping channel agreed closely with the theoretical one. Thus this latest method would provide more satisfactory results for sloping rough channels.
  • M. Shakerkhatibi, H. Ganjidoust, B. Ayati, E. Fatehifar, A. Safaeian Page 21
    Acrylonitrile is widely used as the main raw material in the production of acrylonitrile butadiene styrene resin (ABS) in the petrochemical industry and other industrial and commercial processes. Acrylonitrile is not easily decomposed by conventional treatment systems due to its toxic characteristics. If it’s not treated properly, it may cause profound damage to the environment. In this study, the performance of an aerated submerged fixed-film reactor (ASFFR) has been studied for the removal of acrylonitrile from synthetic ABS wastewater. The experiments were conducted using a bioreactor in laboratory scale with 44.2 L capacity operated at different hydraulic and organic loading rates. The specific surface area and porosity of polypropylene media were 324 m2/m3 and 87% respectively. The reactor was loaded to provide hydraulic retention time (HRT) of 9, 7, 5 and 4 hr and soluble COD of 300 mg/L. The experiments were continued with the constant HRT 4 hr and variable COD concentrations of 350, 400 and 450 mg/L. The reactor demonstrated 95-99% removal efficiencies of SCOD and exhibited efficient and stable performance at organic loadings of 0.8-2.4 kg.AN/m3.day. When the organic and surface loadings were increased to 2.7 kg. AN/m3.day and 23.16 g. AN/m2.day respectively, the COD removal efficiency was decreased to 66% and the system became unstable. Also, different sorts of equations were set to show the relationships between organic loading rates as independent variables and different dependent parameters such as effluent SCOD and VSS concentrations. According to the experimental results, the ASFF reactor was determined as suitable approaches for the treatment of petrochemical effluents contain acrylonitrile.
  • M.R. Sheidaii, M. Negin Page 33
    It is impossible to estimate and ensure the safety of a double-layer space structure without consideration of the influences of uncertainties. In fact, precise manufacturing and assembling of such structure with hundreds or thousands of members is almost impossible and the existence of several imperfections such as non-rectilinearity of geometric axis of members, material and connection defects, initial lack of fit and residual stresses, which inherently has random nature, is inevitable. Consequently, the response of a real-life structure has also random nature. So this paper investigates the effects of these random imperfections on reliability of double-layer space structures by using Monte Carlo simulation method. OpenSees finite element software package is used to perform the numerical analysis. It is demonstrated that these random imperfections have significant influences on reliability assessment of double-layer space structures.
  • M.A. Lotfollahi-Yaghin, I. Keramat-Zaranji, H. Ahmadi Page 41
    Cylinders with circular hollow sections (CHSs) are widely used elements in the construction of offshore structures such as jacket templates and jack-up rigs, because of their good resistance against bending, torsion and buckling, and a high strength-to-weight ratio. Since the circular cylinders in offshore platforms are subjected to sea waves having a random nature, study of a CHS element under the random waves can provide very useful information and leads to valuable results. Random wave induced forces are the functions of asymmetric pressure distribution around the cylinder and its temporal variation. In the literature, many published works have been focused on the study of the random wave induced forces on the circular cylinders and the pressure distribution around the cylinder under the random waves has not been considerably investigated. In the present paper, using experimental data, the pressure distribution around a circular cylinder is investigated and an equation is proposed for determination of pressure value at an arbitrary point on the surface of the cylinder. Utilized data are the results of experiments conducted on the circular cylinders under the random waves in the Delta wave channel of the university of Delft's hydraulics laboratory.
  • M. Noshadi, N. Zamani, S. Amin, Y. Ghasemi Page 53
    To avoid water and environmental pollution, the wastewater should be treated and reused. Novel methods of water and wastewater treatment are offered in environmental biotechnology using single cell organisms like micro algae. Since the removal of any contaminant is harmonized to its sanitary and environmental significance, nutrients removal has a specific concern due to emerge of eutriphication in water resources. The aim of this research is to study the behavior of micro algae in removal of nitrate- nitrogen and orthophosphate from municipal waste water. To find a strain which has a higher removal rate of NO3- -N and PO43- -P, 10 strain of micro algae were immobilized in sodium alginate gel and then inoculate in wastewater samples of Shiraz wastewater treatment plant for 12 days. The results show that Chlamydomonas sp. had removed 82.4% of nitrate- nitrogen and 71.9% of orthophosphate from wastewater and had the higher removal rate amongst other species. Likewise, Chlorella vulgaris had the highest oxygenation capacity. According to high growth rate and protein contents of micro algae, the biomass can be used in industries, agriculture, pharmaceutical and food industry.
  • J.A. Zakeri, S. Mohammadzadeh, Y. Droudi Page 63
    In this paper, stress analyses in concrete sleeper has investigated by using results of the tests which have been done in main line of railway track. In these tests, special concrete sleeper (B70) installed in railway track. Five load cells fixed inside of the sleeper during constructing of that. After replacing this special sleeper with ordinary sleeper, and tamping in railway track, a train with certain axle load passed through that point of track. Forces on sleeper are analyzed (output of measurement). The results show that B70 concrete sleepers are designed well for tamped and no tamped cases. In the both cases, the stresses in sleeper cross sections are in allowed range. Also, the results show that the track without DTS operation (after replacing of the sleeper) decreases share of sleeper bearing and increases forces on adjacent sleepers. These forces together with dynamic effect of rail-sleeper interaction will accelerate sleeper's deterioration. This means that after replacing failured sleepers, the sufficient length of track must be operated by DTS and Tamping machines.