فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و دوم شماره 1 (فروردین 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/01/12
  • تعداد عناوین: 18
|
  • مجتبی کریمی خرمی، محمودرضا بنان، اشکان شریفی زروانی* صفحه 1

    در نتیجه تمایل حرفه مهندسی سازه برای حرکت به سمت طراحی بر اساس عملکرد، برآورد تقاضاهای لرزه ای سازه، اهمیت تازه ای بدست آورده است. ازاین رو در سال های اخیر، روش های تحلیل استاتیکی غیرخطی معادل متعددی برای تخمین نیازهای لرزه ای سازه ها ارایه شده است؛ اما تعداد پژوهش هایی که توسط پژوهشگران مستقل برای بررسی دقت و کفایت این روش ها رهبری شده، بسیار اندک است. بنابراین هدایت پژوهش هایی جامع برای شناسایی محدودیت ها و کاستی های احتمالی این روش ها و مقایسه کارآیی آنها نسبت به یکدیگر، ضروری است. در این مقاله، دقت یک روش پیشرفته تحلیل استاتیکی غیرخطی معادل در مقایسه با روش شناخته شده FEMA356 در برآورد تقاضاهای لرزه ای قاب های خمشی فولادی کوتاه مرتبه با نامنظمی هندسی در ارتفاع، مورد ارزیابی قرار گرفته است. روش مذکور، تحلیل استاتیکی غیرخطی بهنگام شونده براساس جابجایی ترکیب شده با روش طیف ظرفیت FEMA440 است؛ که به اختصار روش CSM-DAP نامیده می شود. روش های CSM-DAP و FEMA356 بر روی یک نمونه آماری متشکل از 44 قاب خمشی 5 طبقه که تحت اثر 14 شتابنگاشت زلزله دور از گسل قرار گرفته اند، اعمال شده و نتایج حاصل از آنها با نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی غیرخطی به عنوان جواب صحیح، مقایسه گردیده است. این نمونه آماری، دامنه گسترده ای از نامنظمی هندسی در ارتفاع را برای سازه های کوتاه مرتبه پوشش می دهد. پاسخ های لرزه ای مورد بررسی در این پژوهش، جابجایی بام، دریفت نسبی طبقه و برش پایه می باشند. نظر به حجم محاسبات روش CSM-DAP و نتایج این پژوهش مشاهده شد که برای قاب های کوتاه مرتبه، این روش مزیت چندانی نسبت به روش FEMA356 برای برآورد تقاضاهای لرزه ای ندارد.

    کلیدواژگان: تحلیل استاتیکی غیر خطی بهنگام شونده براساس جابجایی، روش طیف ظرفیت FEMA440، تحلیل استاتیکی غیر خطی FEMA356، نامنظمی هندسی در ارتفاع، نیازهای لرزه ای
  • فرزین سلماسی*، رضا نوروزی سرکارآباد صفحه 2

    دریچه ها در سدها و کانال های آبیاری برای کنترل دبی و یا تنظیم سطح آب بکار می روند. برای تعیین دبی جریان از زیر دریچه-ها نیاز به دانستن ضریب دبی می باشد. این تحقیق به بررسی تاثیر شکل آستانه در زیر دریچه کشویی عمودی بر ضریب دبی برای جریان آزاد می پردازد. هردوی شکل آستانه و ارتفاع آستانه مورد مطالعه قرار می گیرند. شکل های آزمایش شده شامل آستانه های چندوجهی و غیر چندوجهی می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده از شکل های آزمایش شده، آستانه دایره ای موثرترین شکل است و آستانه مثلثی از جمله بهترین آستانه های چندوجهی می باشد. آستانه دایره ای ضریب دبی را حداقل 23 درصد و حداکثر 31 درصد افزایش می دهد. همچنین علاوه بر شکل، ارتفاع آستانه نقش مهمی در ضریب دبی ایفا می کند. با استفاده از تحلیل ابعادی و تحلیل رگرسیون غیر خطی، معادله ای برای پیش بینی ضرایب دبی دریچه جریان آزاد بدون آستانه و دارای آستانه ارایه می گردد. معادله توسعه یافته موافق با نتایج تجربی و همچنین داده های منتشر شده از محققان دیگر می باشد. پیشنهاد می شود بررسی ضریب دبی برای حالت جریان مستغرق نیز انجام گردد. همچنین استفاده از نرم افزارهایی مانند FLOW3D و FLUENT برای اطلاعات بیشتر در خصوص توزیع سرعت و فشار می تواند مفید باشد. انجام آزمایشات مشابه برای دسترسی به تعداد داده های بیشتر نیز می تواند باعث افزایش دقت معادلات همبستگی گردد.

    کلیدواژگان: دریچه کشویی، ضریب دبی، آستانه، جریان آزاد، دبی
  • سجاد ذوقی، سید احسان سیدی حسینی نیا* صفحه 3

    در مهندسی ژیوتکنیک، قبلا تصور می شد که با افزایش سهم فاز ریزدانه غیرخمیری به فاز درشت دانه باعث افزایش مقاومت برشی خاک و کاهش نسبت تخلخل کلی خاک می گردد. درصورتیکه طبق نتایج آزمایشگاهی چنین نیست. در این مقاله با استفاده از روش اجزای مجزا، چندین نمونه خاک با مخلوط کردن دو نوع خاک مختلف با فاز درشت دانه و ریزدانه تهیه شده و بصورت دوبعدی تحت بارگذاری دومحوری قرار گرفتند. دانه های مورد استفاده بصورت دایروی درنظرگرفته شدند. بارگذاری نمونه ها تا رسیدن به حالت حد بحرانی ادامه یافت. بر طبق نتایج بدست آمده، پارامترهای مربوط به مشارکت سهم بخش های درشت دانه و ریزدانه بدست آمدند. بدین منظور، از شاخص های تماسی جایگزینی به نام نسبت تخلخل معادل محتوای درشت دانه و معادل محتوای ریزدانه استفاده شدند. بررسی نتایج شبیه سازی ها نشان از انطباق خوب با نتایج آزمایشگاهی موجود در ادبیات فنی دارد. محتوای ریزدانه آستانه برای مجموعه نمونه ها، که بیانگر نقش غالب یکی از دو فاز درشت دانه و ریزدانه است، بدست آمد. شبیه سازی ها در فضای دوبعدی نشان داد که می توان برای خاک های با درصدهای وزنی مختلف فاز درشت و ریز، به حالت حد بحرانی منحصر به خود رسید. اگر از تعریف نسبت تخلخل های معادل فاز درشت و ریز استفاده شود، می توان به یک خط بحرانی واحد برای مجموعه ای از خاک ها با درصدهای وزنی مختلف فاز درشت و ریز رسید. همچنین، در این مقاله، روند تغییرات پارامترهای سهم مشارکت دو فاز درشت و ریز بر حسب درصد ریزدانه بدست آمد.

    کلیدواژگان: روش اجزای مجزا، محتوای درشت دانه، محتوای ریزدانه، ضریب مشارکت، حالت حد بحرانی
  • الهام مودب*، بابک شهبازی صفحه 4

    در این مقاله به معرفی و بررسی عددی و آزمایشگاهی میراگر اصطکاکی ترکیبی جدید موسوم به HFD پرداخته شده است. این میراگر ترکیب سری دو میراگر اصطکاکی با دو سطح نیروی لغزش (فیوز اصلی و کمکی) متفاوت است که قادر به اتلاف انرژی متناسب با دو سطح زمین لرزه ی متوسط و زمین لرزه ی شدید می باشد. چهار نمونه ی آزمایشگاهی مطابق با پیکربندی پیشنهادی مورد آزمایش چرخه ای قرار گرفت. نتایج منحنی های نیرو تغییر مکان نشان داد هندسه ی پیشنهاد شده می تواند به خوبی عملکرد دوسطحی را فراهم کند به نحوی که تا قبل از تغییر مکان گپ تنها میراگر کمکی و بعد از آن ترکیب هر دو میراگر باعث اتلاف انرژی می شوند. ویژگی های نیرو- جابجایی انرژی اتلافی و میرایی ویسکوز معادل برای چرخه های متوالی بارگذاری محاسبه شد و مشخص گردید که این مقادیر به لحاظ مطابقت با الزامات ASCI/SEI41-06 برای دستگاه های وابسته به جابجایی، واجد شرایط می باشد. مقایسه انرژی جذب شده در نمونه ها نشان داد در بازه های تغییر مکانی بزرگتر از تغییر مکان گپ، فرآیند جذب انرژی درسیکل های بارگذاری متناظر با این تغییر مکان ها بهبود یافته است. در ادامه با استفاده از ابزار مدل سازی Open sees تعداد 10 مدل ساخته شدند و تطابق خوبی بین نتایج آزمایشگاهی و عددی به دست آمد.

    کلیدواژگان: میراگر اصطکاکی، میراگر ترکیبی، زمین لرزه ی متوسط، جذب انرژی، نمونه ی آزمایشگاهی
  • محسن شفیعی نیا، سید فتح الله ساجدی*، سید وحید رضوی طوسی صفحه 5

    امروزه تقویت ستون ها با استفاده از کامپوزیت های الیاف پلیمری تقویتی ، از جمله روش های تقویت در سازه محسوب می-شوند. در این روش افزایش فشار محاطی بر سطح جانبی ستون های بتنی، باعث افزایش مقاومت های فشاری و کششی عضو بتنی، افزایش مقاومت در برابر کمانش و افزایش شکل پذیری این اعضاء می شود. هم چنین استفاده از لوله های پلاستیکی تقویت شده با الیاف شیشه به عنوان غلاف ستون های بتنی، علاوه بر بی نیازی به قالب بندی، باعث ایجاد اثر محصور کنندگی بر بتن، شکل پذیری و جذب انرژی بالا، کاهش جمع شدگی و خزش بتن، عدم تماس بتن با عوامل خورنده، سرعت ساخت بالا و ظرفیت باربری مناسب می گردد. در این پژوهش بر روی 6 نمونه ستون بتن مسلح استوانه ای با قطر و ارتفاع به ترتیب 150 و 600 میلی متر با و بدون غلاف GRP، آزمایش مقاومت فشاری انجام شده و اثر دورپیچ الیاف پلیمری تقویتی کربنی بر آن ها، به عنوان عامل محصورکننده بررسی گردید. نتایج نشان داد که استفاده از دورپیچ CFRP و غلاف GRP باعث بهبود ظرفیت فشاری ستون های بتن مسلح می شود. افزودن یک لایه و دو لایه دورپیچ CFRP به طور میانگین باعث افزایش %5/18 و % 5/26 ظرفیت فشاری گردید، درحالی که استفاده از غلاف GRP به طور میانگین باعث افزایش %300 در ظرفیت فشاری ستون شده است. نتایج حاکی از آن است که گرچه دورپیچ CFRP و غلاف GRP هر دو ایجاد محصوریت می کنند، ولی غلاف GRP به خاطر محصوریت بالاتر، تاثیر بسیار بیش تری بر روی افزایش ظرفیت فشاری ستون های بتن مسلح دارد.

    کلیدواژگان: مطالعه آزمایشگاهی، ستون بتن مسلح، غلاف GRP، دورپیچ CFRP، نیروی محوری
  • فرزاد مصطفی زاده، فواد کیلانه ئی*، محمود حسنلوراد صفحه 6

    امکان ورود گسترده آلاینده ها به خاک های زیرسطحی و منابع آب زیرزمینی، بررسی خصوصیات انتقال آنها را به موضوعی مهم تبدیل نموده است. در تحقیق حاضر، انتقال آلاینده محلول در آب در محیط متخلخل اشباع با استفاده از مدل آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از این مدل آزمایشگاهی، نمودارهایی کاربردی برای تعیین الگوی کلی انتقال آلودگی در خاکهای همگن و ناهمگن لایه ای ارایه شده است. برای مدل فیزیکی، از سه نوع خاک ماسه ای درشت (D50=1 mm با دانه بندی یکنواخت) و ریز (D50=0.22 mm، در دو حالت بدون لای و حاوی 10درصد لای) استفاده شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که در محیط درشت دانه با توجه به سرعت بالای تراوش و نرخ جابجایی، حرکت آلاینده 10 برابر سریع تر از خاک ریزدانه حاوی لای و 5/1 برابر سریع تر از خاک ریزدانه بدون لای می باشد. نسبت نرخ افزایش طول به عرض آلودگی در خاک درشت به خاک ریزدانه حاوی لای، 1/2 برابر و در خاک درشت به خاک ریزدانه بدون لای 4/1 برابر است. در مدل ناهمگن ریز به درشت سرعت دارسی در ناحیه درشت بیشتر است. این پدیده موجب افزایش قابل توجه جابجایی در لایه دوم می شود. در این حالت، به علت اختلاف معنادار مقادیر سرعت ها در دو لایه، آلاینده پس از رسیدن به مرز دو ناحیه به سرعت به پایین دست منتقل می شود. همچنین در نمونه درشت به ریز، وجود محیط ریزدانه در پایین دست همانند یک دیوار عمل نموده و موجب افزایش پراکندگی در نمونه درشت شده است.

    کلیدواژگان: لایه آبدار آزاد، حرکت آب زیر زمینی، جابه جایی و پراکندگی آلاینده، مدل فیزیکی، خاک لایه ای
  • محمد امیری*، وحیدرضا اوحدی صفحه 7

    تثبیت و جامدسازی (S/S) رسوبات حاوی فلزات سنگین، بقایای صنعتی و خاک های آلوده، تکنولوژی جذابی برای کاهش سمیت آن ها است و دفع آن ها را ساده می سازد. کارایی تکنولوژی تثبیت و جامدسازی را می توان با استفاده از نانو ذرات رسی تغییر داد. فرایند تثبیت و جامدسازی با استفاده از ذرات نانومونت موریلونیت می تواند به طور موثری برای مقابله با انتقال فلزات سنگین به کار گرفته شود. با وجود پژوهش های وسیعی که در خصوص پایدارسازی نگهداری آلاینده ها به کمک سیمان صورت گرفته است، به بررسی ریزساختاری نحوه فرایند اندرکنش نانومونت موریلونیت - آلاینده فلز سنگین - سیمان در طی زمان و نحوه و زمان تشکیل ترکیبات سیمانی جدید و تاثیر نانو ذرات مونت موریلونیت بر میزان بازده فرایند توجه محدودی شده است. بر این اساس، هدف این مقاله مطالعه نحوه فرایند اندرکنش نانومونت موریلونیت -آلاینده فلز سنگین- سیمان در طی زمان از منظر ریزساختاری و تعیین تاثیر حضور نانو ذرات رسی بر میزان تراوش آلودگی در فرایند تثبیت و جامدسازی است. برای رسیدن به اهداف ذکرشده، به نانومونت موریلونیت، غلظت های مختلف آلاینده فلز سنگین روی و درصدهای مختلف سیمان پرتلند افزوده شد. سپس مکانیسم نگهداری آلاینده توسط مطالعه تغییرات pH و ارزیابی تغییرات ریزساختاری (پراش پرتو ایکس (XRD)) و میزان تراوش و آبشویی آلودگی (TCLP) مورد تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی قرار گرفته است. از مهمترین نتایج این مقاله می توان به نقش نانو ذرات رسی در نگهداری آلاینده فلز سنگین و عدم وجود رابطه خطی میان درصد سیمان موجود در نمونه و میزان نگهداری آلاینده فلز سنگین اشاره نمود.

    کلیدواژگان: تثبیت و جامدسازی، آلاینده فلز سنگین روی، ریزساختار، XRD، نانومونت موریلونیت
  • بهزاد عطاری، محمدرضا توکلی زاده* صفحه 8

    مقاومت پیوستگی بین ورق پلیمر مسلح با الیاف (FRP) و بتن، عامل اصلی موثر بر رفتار اعضای بتنی مقاوم سازی شده به روش نصب خارجی (EBR) می باشد. مقاومت پیوستگی به عوامل مختلفی همچون نوع آماده سازی سطحی، مقاومت بتن و ضریب کشسانی، ضخامت و طول پیوستگی ورق FRP وابسته است. براساس مطالعات پژوهشگران، افزایش طول اتصال بیشتر از طول موثر پیوستگی، تضمین کننده افزایش مقاومت پیوستگی نخواهد بود. بیشتر مدل های تیوری موجود، مقاومت پیوستگی را بر اساس طول موثر پیوستگی تخمین می زنند. بنابراین برای رسیدن به یک اتصال رضایت بخش، آگاهی از طول موثر پیوستگی اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، به منظور ارزیابی و مقایسه طول موثر پیوستگی در روش EBR با استفاده از کاشت الیاف و روش های متداول آماده سازی سطحی (برس زنی و ماسه پاشی)، تعداد 12 نمونه منشور بتنی ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت. طول موثر پیوستگی و مقاومت پیوستگی نمونه ها با استفاده از آزمایش برش مستقیم و به کمک آنالیز میدان کرنش، به روش سرعت سنجی تصویری ذرات (PIV) به دست آمد و با مدل های آیین نامه های ایالات متحده آمریکا و اتحادیه اروپا مقایسه گردید. نتایج نشان داد، که استفاده از روش کاشت الیاف بجای روش های آماده سازی سطحی متداول، موجب کاهش طول موثر پیوستگی به میزان 20% و افزایش مقاومت پیوستگی به میزان 34% می گردد.

    کلیدواژگان: طول موثر پیوستگی، FRP، کاشت الیاف، نصب خارجی، سرعت سنجی تصویری ذرات(PIV)
  • مجتبی لبیب زاده*، فرهاد بستان شیرین، امین خواجه دزفولی صفحه 9

    امروزه، استفاده از خاموت های دورپیچ مستطیلی به جای خاموت سنتی در ساخت تیرهای بتنی مورد توجه محققین قرار گرفته است. با این حال، تاکنون ظرفیت باربری تیرهای بتنی دارای خاموت دورپیچ تحت بارگذاری چرخه ای مورد ارزیابی قرار نگرفته است. در این تحقیق، ابتدا تیرهای بتنی با خاموت سنتی و دورپیچ مستطیلی با کمک روش اجزای محدود در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شده و ظرفیت برشی آنها تحت بار چرخه ای در قالب منحنی های هیسترزیس و نیرو-جابجایی بدست آمد. سپس، نتایج مدل توسعه داده شده در این تحقیق با کمک نتایج بدست آمده از تحقیقات آزمایشگاهی موجود در ادبیات موضوع مورد اعتبارسنجی قرار گرفتند. در همین راستا و به منظور اعتبار سنجی بهتر نتایج بدست آمده در این تحقیق، از نتایج دو تحقیق مختلف آزمایشگاهی استفاده شده است. در نهایت با انجام مطالعه پارامتریک، تاثیر استفاده از خاموت دورپیچ بر ظرفیت باربری تیرهای بتنی تحت بارهای چرخه ای بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که تیر با دورپیچ مستطیلی در بارگذاری یک سویه عملکردی برابر و بعضا بهتر از تیر با خاموت های سنتی دارد. همچنین در بارگذاری چرخه ای، پارامترهای مختلفی نظیر اندازه ی گام، قطر و تغییر الگوی دورپیچ ها و مقاومت فشاری بتن، بر ظرفیت باربری تیرهای بتنی تاثیرگذار می باشند.

    کلیدواژگان: تیربتنی مسلح، خاموت دورپیچ، روش اجزای محدود، بارگذاری چرخه ای، ظرفیت باربری
  • سید حسین مهاجری*، خاطره کاشمری، امیررضا زراتی، مریم آذرپیرا صفحه 10

    جریان با زبری نسبی متوسط (نسبت ارتفاع زبری به عمق جریان بزرگتر از 1/80 و کوچکتر از 1/5) در رودخانه های کوهستانی دیده می شود. با وجود مطالعات فراوان ، شکل پروفیل سرعت طولی در عمق برای این نوع جریان ناشناخته باقی مانده است. در مطالعه حاضر، سرعت لحظه ای جریان در یک کانال مستطیلی روباز با بستر زبر به روش سرعت سنجی تصویری ذرات اندازه گیری شد. به منظور تحلیل نتایج از روش متوسط گیری دوگانه (متوسط گیری مقادیر لحظه ای سرعت در زمان و در یک صفحه نازک موازی با بستر کانال) بهره برده شد. مشاهده شد که در نزدیکی بستر، بردارهای سرعت به شدت در مکان تغییر می نماید، لذا نمی توان رفتار مشخصی را بدون متوسط گیری مکانی برای این سرعت در نظر گرفت. همچنین بررسی ها نشان داد که مقادیر متوسط دوگانه سرعت نسبت به متوسط گیری زمانی-مکانی یا مکانی-زمانی حساس نبوده و می توان بدون توجه به اولویت متوسط گیری زمانی و یا مکانی مقادیر متوسط دوگانه را حساب کرد. به منظور بررسی پروفیل سرعت جریان از سه رویکرد پروفیل لگاریتمی، پروفیل خطی و نیز معادله لایه اختلاطی بهره برده شد. بررسی ها نشان داد که با وجود تطابق نسبی هر سه دیدگاه، پروفیل لگاریتمی، به جهت بهره گیری از یک پشتوانه تیوری مستحکم و تطبیق مناسب با نتایج آزمایشگاهی، مناسب-ترین دیدگاه برای این نوع جریان می باشد. البته در این دیدگاه ثابت ون-کارمن و ثابت انتگرال گیری معادله لگاریتمی با زبری نسبی تغییر می-نمایند. براین اساس توصیه می گردد در مطالعات آتی از این رویکرد جهت تحلیل و مطالعه جریان با زبری نسبی متوسط بهره برده شود.

    کلیدواژگان: کانال مستطیلی روباز، زبری نسبی متوسط، سرعت سنجی تصویری ذرات، متوسط گیری دوگانه، پروفیل سرعت طولی
  • فریدون خسروی*، سید رسول سورانی، فراز آهی مقدم صفحه 11

    ازجمله مسایل مهم در مهندسی ژیوتکنیک، پایداری دیواره های گودبرداری و کنترل تغییر شکل های مرتبط با آن است. استفاده از روش های اجزای محدود ایده ای مناسب برای مدل سازی گودبرداری ها می باشد و در این میان، انتخاب مدل رفتاری مناسب، نقش مهمی در صحت نتایج مربوطه ایفا می کند. جدال بین سادگی و دقت، مسئله ی مهمی است که همواره در انتخاب مدل رفتاری مناسب وجود دارد. دقت هریک از مدل های رفتاری خاک را می توان با استفاده از مدل سازی های فیزیکی که ابزار قدرتمندی در ژیوتکنیک است، صحت سنجی نمود. در این مقاله با استفاده از 4 مدل سانتریفیوژ ژیوتکنیکی، تاثیر فاصله سربار از لبه گود بر روی تغییر شکل دیواره ی گود بررسی شده است. همچنین با مدل سازی گود در نرم افزار اجزای محدود و استفاده از مدل رفتاری های مختلف در تحلیل آن، نتایج بدست از مدل سازی فیزیکی و عددی دیواره ی میخکوبی شده با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج مدل های سانتریفیوژ نشان دادند که فاصله سربار از لبه ی گود در میزان و الگوی تغییر شکل دیواره بسیار تعیین کننده می باشد و با افزایش فاصله سربار از لبه ی گود بیشترین مقدار تغییر شکل افقی دیواره ی گود به سمت کف گود میل می کند، در صورتی که بر اساس حل عددی فارغ از فاصله سربار از لبه گود، این تغییر شکل همواره در تاج گود اتفاق می افتد. همچنین برای پیش بینی تغییر شکل قایم تاج گود بر اساس مقایسه ی نتایج مدل های سانتریفیوژ و نتایج بدست آمده از مدل های رفتاری مختلف، بیشترین تطابق در مدل رفتاری خاک سخت شونده با کرنش کوچک مشهود است.

    کلیدواژگان: گودبرداری، مدل رفتاری خاک، تغییر شکل دیواره، سانتریفیوژ ژئوتکنیکی، روش اجزاء محدود
  • سعید صبحی*، افشار یوسفی عباسعلیلو، سعید حسامی، محمود عامری صفحه 12

    به دنبال افزایش آلاینده ها و نگرانی های زیست محیطی و همچنین بالا رفتن قیمت سوخت و انرژی، تکنولوژی آسفالت نیمه گرم (WMA) به عنوان یک تکنولوژی سازگار با محیط زیست معرفی گردید و امروزه نیز گرایش صنعت روسازی به سمت استفاده از آن بیشتر شده است. تکنولوژی آسفالت WMA علیرغم کاهش دمای تولید و تراکم روسازی آسفالتی و سایر مزیت ها نسبت به آسفالت گرم (HMA)، دچار ضعف خرابی رطوبتی می باشد که یکی از نگرانی های اصلی این تکنولوژی است و استفاده از افزودنی های ضد عریان شدگی یکی از پرکاربردترین روش ها در جهت کاهش این خرابی می باشد. مخلوط آسفالتی WMA از مصالح مختلف قیر، سنگدانه و مواد افزودنی WMA تشکیل می شود و بررسی تاثیر هر یک از این مصالح در کاهش حساسیت رطوبتی کمتر مورد توجه و بررسی قرار گرفته است، لذا در این پژوهش با هدف آگاهی بیشتر مهندسین راهسازی در جهت بهبود این معضل در این نوع مخلوط آسفالتی، به بررسی بیشتر عوامل تاثیرگذار در مقاومت رطوبتی مخلوط WMA پرداخته می شود. مطالعات انجام شده نشان می دهد که نوع سنگدانه (خصوصیات اسیدی یا بازی)، نوع افزودنی WMA و دمای اختلاط و تراکم از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر مقاومت مخلوط آسفالتی WMA می باشند که به طور غیرمستقیم روسازی ساخته شده را تحت تاثیر قرار می دهند.

    کلیدواژگان: مخلوط آسفالتی WMA، حساسیت رطوبتی، سنگدانه، قیر، دمای تراکم
  • آرزو خزائی*، الهام شاهرخی، غلامحسین روشنی صفحه 13

    توموگرافی تکنیکی برای نمایش سطح مقطع اجسام با استفاده از تابش اشعهی ایکس، گاما یا امواج فراصوتی است. هدف از این مقاله ارایه یک تصویر اسکن مقطعی از یک ساختار بتنی و مشخص نمودن حفره های هوای موجود در آن است. در این کار، ستون بتنی به ارتفاع 3 متر و سطح مقطع 40×40 سانتی مترمربع با حفره های هوا در میانه ارتفاع به عنوان ساختار مورد نظر انتخاب شد. ایزوتوپ سزیوم-137 به عنوان چشمه ی رادیواکتیو و یدور سدیم به عنوان آشکارساز در نظر گرفته شدند. این ساختار در کد MCNPX مدل شد تا با شمارش تابش گامای عبوری از بتن داده های مورد نیاز برای بازسازی تصویر سطح مقطع به دست آید. سپس با استفاده از نرم افزار MATLAB، الگوریتم بازسازی تصویر ART و داده های به دست آمده کد MCNPX تصویر سطح مقطع بازسازی شد. در روش ART سطح مقطع به صورت پیکسل های ناشناخته در نظر گرفته می شود. به این ترتیب که یک ماتریس ستونی(1 × n) که آرایه های آن مجموع پیکسل های سطری و یک ماتریس سطری(1 × n) که آرایه های آن مجموع پیکسل های ستونی است، به عنوان ورودی برای الگوریتم تعریف می شود. خروجی یک ماتریس مربعی (n × n) می باشد که آرایه های آن پیکسل های تصویر سطح مقطع است. تصویر حاصل با وضوح مناسب مکان حفره ها را نشان داد. طبق نتایج به دست آمده تکنیک توموگرافی تابش گاما یک روش مناسب و غیرتهاجمی به منظور تحلیل سطح مقطع ساختارهای بتنی است.

    کلیدواژگان: توموگرافی، MCNPX، الگوریتم ART، بازسازی تصویر، بتن
  • علیرضا کرامت*، علیرضا خاموشی، علی مجد صفحه 14

    بر خلاف مطالعات گذشته در جریان های غیر ماندگار سیالات غیر نیوتنی که از مدل های پیچیده دو بعدی جهت محاسبه گرادیان سرعت استفاده شده است در این تحقیق مدل های یک بعدی جهت محاسبه افت غیرماندگار به کار گرفته شده است که امکان پیاده سازی سریعتر و سرعت اجرایی بالاتری دارند. هدف اصلی این تحقیق بررسی پدیده ضربه قوچ در سیالات غیرنیوتنی از نوع توانی (Power law) با استفاده از مدل های برونون و زیلک می باشد. جهت محاسبه تنش برشی در رابطه مومنتم از مدل زیلک و برونون و به منظور حل معادلات از روش خطوط مشخصه ها جهت حل سیالات غیرنیوتنی استفاده شده است. مدل برونون بر این اساس حاکم است که، تنش برشی دیواره به دلیل تغییر شتاب، متناسب با شتاب سیال تغییر می کند. روش زیلک برای محاسبه ضریب اصطکاک غیر ماندگار، مدلی بر اساس انتگرال کانولوشن که به صورت تحلیلی هست را ارایه می دهد. برای بدست آوردن گرادیان سرعت سیال توانی در مدل زیلک، از گرادیان سرعت در حالت ماندگار استفاده شده است. در انتها برای حصول اطمینان از صحت آلگوریتم حل، نتایج عددی با نتایج مقالات دیگر مقایسه شده اند. نتایج حاصل از مدل سازی سیال غیر نیوتنی نشان دهنده تغییراتی قابل توجه در مقادیر فشار می باشند. فرمول های ارایه شده مشابه مدل های دو بعدی می توانند این تغییرات را شبیه سازی کنند. مطابق انتظار در شرایط جریان ماندگار یکسان، مقادیر حداکثر فشار با کاهش لزجت سیال کاهش می یابد. به عبارت دیگر، با کاهش لزجت سیال مقادیر افت در طول مسیر لوله کم خواهد شد که در نهایت سبب کاهش نرخ افزایش فشار می شود.

    کلیدواژگان: ضربه قوچ، اصطکاک غیر ماندگار، مدل زیلک، مدل برونون، سیال مدل توانی
  • علی اکبر شیرزادی جاوید*، پرویز قدوسی، صدف آقاجانی صفحه 15

    ترکیبات و ساختار مخلوط های بتن خودتراکم سبب می شود که تولید آنها نسبت به مخلوط های بتن معمولی به انرژی بیشتری نیاز داشته باشد. این میزان انرژی بیشتر که صرف ایجاد یکنواختی و همگنی ترکیبات تشکیل دهنده این نوع مخلوط ها می گردد، سبب می شود که میزان تولید آنها نسبت به مخلوط های معمولی با محدودیت روبرو باشد که به لحاظ زمانی و اقتصادی، فاکتور مهم و تاثیر گذاری است. هدف این پژوهش مطالعه و بررسی زمان و سرعت مخلوط کردن(انرژی مخلوط کردن) در مخلوط های بتن خودتراکم و تاثیر این دو شاخصه مهم بر خواص ریولوژی آنها می باشد. به همین منظور چند نسبت مخلوط از بتن خودتراکم شامل نوع اول بتن خودتراکم پودری و نوع دوم بتن خودتراکم حاوی ماده اصلاح کننده روانگروی (VMA) ساخته شد. هر کدام از نسبت ها در سه زمان مخلوط کردن 3، 8 و 11 دقیقه و هرکدام در دو سرعت مخلوط کردن 20 و 40 دور بر دقیقه مخلوط شدند. نتایج نشان داد که در هر دسته از مخلوط ها، با افزایش زمان مخلوط کردن تا حد مشخصی که زمان تثبیت نامیده می شود (کوتاه ترین زمان مخلوط کردن که در این تحقیق 8 دقیقه است)، کارایی بتن افزایش یافته و با افزایش زمان مخلوط کردن تا 11 دقیقه 6 درصد کاهش می یابد. آزمایش های ریولوژی نیز این نتیجه را تایید می کنند به طوری که کمترین مقدار تنش جاری استاتیک نیز در زمان مخلوط کردن 8 دقیقه به دست آمد و با افزایش زمان مخلوط کردن تا 11 دقیقه، مقدار این پارامتر تا 42 درصد افزایش یافت.

    کلیدواژگان: زمان مخلوط کردن، سرعت مخلوط کردن، انرژی مخلوط کردن، بتن خودتراکم، زمان تثبیت
  • احسان درویشان* صفحه 16

    امروزه با کمک روش های پایش سلامت سازه ها می توان وقوع خسارت را در همان مراحل اولیه شناسایی کرد و از وقوع خسارت های مالی و جانی جلوگیری کرد. با این حال یکی از موانع بر سر راه متداول شدن این روش ها در کشور گران قیمت بودن سیستمهای پایش سلامت است. هدف از این پژوهش ارایه یک روش شناسایی خسارت با هزینه کم برای پل ها با استفاده از تکنیک های پردازش سیگنال و فراگیری ماشین است. جهت کاهش هزینه ها تعداد سنسورها جهت پایش ارتعاش سازه به یک سنسورکاهش یافته است. از آنجا که کاهش تعداد سنسورها ممکن است از دقت پایش سلامت سازه ها بکاهد، از به روزترین روش های پردازش سیگنال استفاده شده است. در مرحله اول چند روش پردازش سیگنال دامنه زمان-فرکانس با یکدیگر مقایسه شده اند و روش تبدیل موجک تجربی به عنوان بهترین روش از میان آنها انتخاب شده است. در مرحله بعد پس از تجزیه سیگنالها یک شاخص خسارت جدید بر مبنای تبدیل موجک متقاطع معرفی شده و سپس با استفاده از ماشین بردار پشتیبان شاخص های خسارت طبقه بندی شده اند تا قابلیت تفکیک حالت سالم و خسارت فراهم شود. نتایج نشان می دهد روش فوق با دقت بالا می تواند خسارت را در سازه شناسایی کند.

    کلیدواژگان: پایش سلامت سازه ها، شناسایی خسارت، پردازش سیگنال، تبدیل موجک متقاطع، ماشین بردار پشتیبان
  • اسماعیل محمدنیا، مجتبی هادوی فر*، حجت ویسی صفحه 17

    کادمیوم یک فلز بسیار سمی می باشد که حتی در غلظتهای پایین نیز اثرات سویی بر سلامتی انسان ها داشته و باید از محیط های آبی حذف گردد. ترکیبات حاوی کادمیوم می توانند سبب بروز انواع سرطان ها، بروز ناراحتی های تنفسی و مزمن ریوی، سبب بروز بیماری ایتای-ایتای، تخریب بافت بیضه ها و ساختار ویژه کلیه ها شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی حذف یون کادمیوم ار محلول های آبی توسط نانو ذرات اکسیدگرافن تیول دار شده در سیستم جریان ناپیوسته صورت گرفت. در این مطالعه، متغیرهای آزمایش شامل pH، دوز جاذب و غلطت اولیه کادمیوم، مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین ویژگی های جاذب آزمون های SEM و FT-IR استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش غلظت اولیه کادمیوم میزان جذب کاهش و با افزایش دوز جاذب و pH درصد حذف کادمیوم افزایش پیدا می کند. مقایسه مدل های ایزوترم و سینتیک جذب نشان داد که مدل ایزو ترم لانگمویر و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم به ترتیب با داشتن مقادیر R2 برابر 97/0 و 99/0 نسبت به سایر مدل ها از برازش بهتر و شرح بهتری از داده های جذب برخوردار بودند. با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق و به عنوان نتیجه گیری کلی میتوان گفت که جاذب سنتز شده از توانایی بالایی برای حذف کادمیوم برخوردار است.

    کلیدواژگان: اکسید گرافن، کادمیوم، گروه عاملی تیول، مدل های هم دما، سینتیک جذب
  • مریم زارع آقبلاغ، حامد رحمن شکرگزار* صفحه 18

    در این مقاله، تاثیر پارامترهای مختلف در جزییات مدلسازی از قبیل اتصالات تیر ستون، نوع خاک و فونداسیون بر پاسخ لرزه ای قابهای خمشی فولادی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، ساختمان پنج طبقه با سیستم قاب خمشی فولادی ویژه واقع بر دو نوع خاک متفاوت (II و IV) در نظر گرفته شده است. دو نوع فونداسیون سطحی، نواری و منفرد، برای این ساختمان با ضریب اطمینان سه در ظرفیت باربری طراحی گردیده است. برای مدلسازی اتصالات تیر - ستون، اتصالات گیردار از پیش تایید شده ی پیچی به کمک ورق های روسری و زیرسری بکار رفته است. مدلسازی اجزا محدود حالتهای مفروض توسط نرم افزار OpenSees صورت گرفته و از تحلیلهای دینامیکی غیرخطی توسط هفت شتاب-نگاشت زلزله جهت بدست آوردن پاسخها استفاده شده است. در مدلهایی که اثر اندرکنش خاک - فونداسیون - سازه برای آنها لحاظ گردیده است، رفتار غیرخطی خاک به صورت فنرهای غیرخطی وینکلر مدلسازی شده است. نتایج حاصله حاکی از آن است که با لحاظ اثر اتصالات و خاک در مدلهای واقع بر خاک نوع IV، حداکثر تغییرمکان نسبی نسبت به مدلهای بدون لحاظ آنها افزایش و حداکثر برش پایه کاهش می یابد و در مدلهای واقع بر خاک نوع II، حداکثر مقدار این پارامترها کاهش می یابد. همچنین تاثیر تغییر نوع فونداسیون در مدلهای واقع بر خاک نوع IV بیشتر از مدلهای واقع بر خاک نوع II است. بنابراین لحاظ اتصالات تیر ستون، نوع فونداسیون و اندرکنش خاک - فونداسیون - سازه در مدلسازی تاثیر بسزایی بر پاسخهای غیرخطی قابهای خمشی فولادی دارد

    کلیدواژگان: قاب خمشی فولادی ویژه، اندرکنش خاک - فونداسیون - سازه، اتصالات گیردار، نوع خاک و فونداسیون، تحلیل دینامیکی تاریخچه ی زمانی
|
  • Mojtaba Karimi, MahmoudReza Banan, Ashkan Sharifi * Page 1

    Estimating seismic demands of structures has acquired renewed importance as a result of recent interests in performance-based seismic design. Consequently, in recent years, different equivalent nonlinear static analysis procedures have been developed to estimate structural seismic demands. However, just a few studies have been conducted to examine the accuracy and adequacy of these developed methods. Thus, it is necessary to conduct thorough investigations of these methods’ limitations, possible shortcomings, and their performance. In this paper, the accuracy of CSM-DAP method in comparison with FEMA356 method has been evaluated for estimating seismic demands of low-rise steel moment resisting frames with geometric irregularity in elevation. The CSM-DAP method is an equivalent displacement-based adaptive nonlinear static analysis method combined with the FEMA440 capacity spectrum method. The CSM-DAP and FEMA356 methods are used to analyze 44 five-story moment resisting frames subjected to 14 far-field earthquake ground motions and their results are compared with the results of nonlinear dynamic analyses. The selected sample includes wide range of geometric irregularities in elevation for low-rise structures. The estimated demand responses are namely roof displacement, inter-story drift ratio, and base shear. This study shows that considering the CSM-DAP computational effort, this method does not present significant advantages with respect to FEMA356 method at least for low-rise structures with geometric irregularity in elevation.

    Keywords: Equivalent Displacement-Based Adaptive Nonlinear Static Analysis, Capacity Spectrum Method of FEMA440, FEMA356 Nonlinear Static Analysis Method, Geometric Irregularity in Elevation, Seismic Demands
  • Farzin Salmasi *, Reza Norouzi Sarkarabad Page 2

    Gates in dams and irrigation canals are used for control of discharge or water surface regulation. To determine the discharge under a gate, discharge coefficient (Cd) should be determined. This study investigates the effect of sill shape under the vertical sluice gate on Cd. Both of sill shape and sill height are investigated. Investigated shapes comprise polyhedral and non-polyhedral sills. Results showed that circular sill is the most effective and triangular sill is also proper shape of polyhedral in increasing Cd. Circular sill increases Cd at least 23% up to maximum of 31%. In addition of shape, sill height is also important in determination of Cd. Using dimensionless parameters and regression analysis, an equation for prediction of Cd in free flow condition with and without sill is presented. The developed equation coincides with the published previous researches.Suggestions is for determination of Cd in submerged gate condition, and using FLOW3D or FLUENT software for more information about velocity and pressure distribution. Future experiments for producing more data set, can improve the accuracy of the developed equations.

    Keywords: Sluice gate, Discharge Coefficient, sill, free flow, discharge
  • Sajjad Zoghi, Ehsan Seyedi Hosseininia * Page 3

    It was believed that adding fines grains to a base coarse-grained soil would result in shear strength increase due to filling up the voids among coarse content and reducing global void ratio. However, this belief was against following experiments. New variables referred to as the equivalent intergranular and interfine void ratios, have been proposed to resolve this problem. In this paper, by using Discrete Element Method, several soil samples were created by mixing two coarse- and fined-grained soils. Simulations were performed in two-dimension in which, the particles are circular. After the soil sample preparation, it was consolidated under isotropic confining pressure followed by biaxial compression loading. The loading condition was continued until the samples reached the critical state. Based on the simulated results, the required parameters to estimate the portion of coarse- and fine-grained parts in the global soil behavior, were obtained. Comparison of the results of the this study with those of experiments shows good agreements. The threshold fines content, which indicates the government of either of coarse or fine-graind parts was also derived. The two-dimensioanl simulations indicate that for each sample with a specified fine content, the corresponding critical state line can be obtained. If the definitions of equivalent intergranular and interfine void ratios are used, unique critical state lines are reachable.

    Keywords: discrete element method (DEM), Fines content, Coarse content, participation factor, Critical State
  • Elham Moaddab *, Babak Shahbazi Page 4

    In this study a new hybrid energy dissipation device is developed by combining two friction dampers (auxiliary and main fuse) in series to be used for seismic control of two different earthquake intensities. Compared with the conventional friction dampers, the new hybrid damper has an advantage in that only auxiliary fuse (with low sliding force) is activated for moderate earthquakes and both fuses work simultaneously for strong earthquakes. Cyclic loading tests of the combined hybrid dampers are carried out to evaluate their seismic energy dissipation capability. The obtained experimental force- displacement indicates proper details of the new damper to create two performance level. Finite element analyses of the test specimens are also carried out for comparison, which had good agreement with the test results. Force displacement characteristics, Energy dissipation and equivalent viscous damping are also derived and good agreement has been found with code requirement for displacement dependent dampers. Also, it is demonstrated, engaging the main fuse with non-loaded pretention bolts, strength losses of hybrid damper in subsequent cycles are limited compared to the common friction dampers which can be called “resurrection-type” behavior of the main fuse in the main shocks.

    Keywords: friction damper, hybrid damper, moderate earthquake, energy dissipation, experimental sample
  • Mohsen Shafieinia, Seyed Fathollah Sajedi *, Seyed Vahid Razavi Toosi Page 5

    Nowadays, strengthening of column by using fiber reinforced polymer (FRP) composites is considered as the strengthening technique of these loading elements in a structure. In this technique, increasing the surrounding pressure on radial levels of the concrete column increases the compressive and tensile strengths of the concrete element, reduces slenderness, and increases the buckle load and ductility of this element. Moreover using glass-fiber reinforced plastic pipes (GRP) as the concrete column casing in addition to the independence of the need for framing leads to confinement effect on the concrete, high ductility and energy absorption, reduction in shrinkage and creep of concrete, lack of contact of the concrete with the corrosive factors, high construction speed, and proper loading capacity. In this research, compressive capacity test was conducted on 6 cylinder reinforced concrete columns (RCC) of 150 mm and diameter 600 mm height, with and without GRP casing, and the effect of FRP wrapping was studied on them as the confining factor. The research results showed that using FRP wrapping and GRP casing improves the compressive capacity and ductility of RCC. Adding one or two FRP wrapping layers increased the compressive capacity by 18.5% and 26.5% on the average, while using GRP casing increases the compressive capacity up to 300% on the average and this shows that although FRP wrapping and GRP casing are both confined, GRP casing is more effective in increasing the compressive capacity due to its higher confinement and similar ductility with RCC.

    Keywords: Experimental study, Reinforced Concrete Columns (RCC), GRP casing, FRP wrapping, Axial force
  • Farzad Mostafazadeh, Fouad Kilanehei *, Mahmoud Hassanlourad Page 6

    Contaminant transport in groundwater has been growing concern during last decades, since pollution can leach through the soil and reach the groundwater. The present research has been investigated solute migration through saturated porous media by the physical modeling laboratory, result in practical graph, determining the general pattern of contaminant plume in both homogeneous and heterogeneous layers. Three types of sand are selected for experimental model, which include both coarse and fine aggregate. The results indicate that in the coarse aggregate medium, the movement of pollution is 10 times faster than the fine aggregate containing 10% silt and 1.5 times faster than the fine aggregate sand without silt. The ratio of the length to width of the contaminated area in the coarse-grained soil in comparison to the fine-grained soil containing silt, and without silt increases 110 % and 40% respectively. In the heterogeneous fine- coarse model, Darcy velocity magnitude in coarse aggregate medium is much greater than fine aggregate result in more advection. In this case, because of the significant difference in velocity values in the two layers, the pollutant is rapidly transferred to the downstream after reaching the border of the two areas. Also, in the frontier of the coarse- fine medium, pollution is dispersed more for the fine aggregate medium acts as though it were the wall.

    Keywords: Unconfined Aquifer, Underground Water Flow, Advection, Dispersion of Contaminant, Experimental Model, Layered Soil
  • Mohammad Amiri *, Vahid Reza Ouhadi Page 7

    Stabilization/Solidification (S/S) is an attractive technology which helps to reduce the toxicity and facilitate the disposal of sediments containing heavy metals, industrial wastes, and contaminated soils. The efficiency of the S/S technology can be enhanced by the use of clay nanoparticles. The S/S process incorporating Montmorillonite nanoparticles can be employed to prevent the dissemination of heavy metals effectively. Although many studies have addressed the stabilization of contaminant by the use of cement, few have discussed the microstructural interactions between montmorillonite nanoparticles, heavy-metal contaminants, and cement in different time intervals. In addition, there are not enough researches on the impact of montmorillonite nanoparticles in the efficiency of solidification process. Therefore, this study aims to investigate the interactions between montmorillonite nanoparticles, heavy metals, and cement in different time intervals from microstructural point of view and to determine the impact of clay nanoparticles on toxicity leaching from solidified/stabilized contaminants. To achieve the above mentioned objectives, different concentrations of heavy metal (zinc) and different percentages of Portland cement were added to nano-montmorillonite. The contaminant retention mechanism was then experimentally analyzed through monitoring the changes in pH, evaluating microstructural changes (using X-Ray Diffraction), and Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) measurement. The results indicate the role of clay nanoparticles in retaining the heavy-metal contaminant and the lack of linear relation between the quantity of cement content of the specimen and the contaminant retention efficiency.

    Keywords: Stabilization, Solidification, Heavy Metal, Nano Montmorillonite, Microstructure, XRD
  • Behzad Attari, Mohammadreza Tavakkolizadeh * Page 8

    The bond strength between fiber reinforced polymer (FRP) laminates and concrete is the main factor affecting the behavior of concrete members strengthened by externally bonded reinforcement (EBR) method. The bond strength depends on several factors, such as surface preparation, concrete strength, FRP stiffness and thickness and effective bond length. According to previous studies, using a bond length longer than the effective bond length, will not increase the connection load carrying capacity. Most existing theoretical models estimate bond strength based on the effective bond length. So, in order to achieve a satisfactory connection, it is important to determine the accurate value for the effective bond length of the lap joint. In this study, in order to evaluate and compare the effective bond length of fiber implantation method and the conventional EBR method, 12 concrete specimens were prepared and tested. Then, the effective bond length and the bond strength of the specimens were obtained by using single-shear pull test and using particle image velocimetry (PIV) method and compared with the existing specifications such as ACI and fib. The results showed that, using fiber implantation method instead of the conventional EBR method, would reduce the effective bond length by 20% and increase the bond strength between FRP and concrete substrate by 34%.

    Keywords: Effective bond length, Fiber implantation, EBR, FRP, Particle Image Velocimetry (PIV)
  • Mojtaba Labibzadeh *, Farhad Bostan Shirin, Amin Khajehdezfuly Page 9

    Nowadays, civil engineers are looking for novel approaches to develop structural performance and the speed of building construction simultaneously. One of these approaches is using of rectangular spiral stirrups instead of traditional stirrups in manufacturing of RC beams. Based on recent experimental studies, these beams have shown some advantages in performance when compared with beams reinforced by traditional stirrups and in some cases, the results were much better. In this study, at the first stage, two types of RC beams with rectangular spiral stirrup and traditional stirrups were simulated in the ABAQUS software and verified under monotonic loading. The shear capacity was measured and based on the experimental force-displacement curves, validation was performed. Then, at the second phase of this research, another RC beam with traditional stirrups was simulated and was verified against push-over curves and force-displacement of monotonic loading and failure mode obtained from an experimental study. A cyclic loading was applied to the beams with continuous rectangular spiral and traditional stirrups. Then, the performance of those simulations was compared by envelop strength curves. But in the cyclic loading phase, in most cases, the performance of beams with these two transverse reinforcement methods is equivalent and in some cases, the traditional one has shown even better results.

    Keywords: RC beam, Rectangular Spiral Stirrup, finite element method, Cyclic loading, Bearing Capacity
  • Seyed Hossein Mohajeri *, Khatereh Kashmari, Amirreza Zarrati, Maryam Azarpira Page 10

    Flow with intermediate relative roughness (the ratio of roughness height to water depth higher than 1/80 and lower than 1/40) is common in most of mountainous streams. Despite this fact and numerous studies on flow with intermediate relative roughness, it is still unclear that how profile of the streamwise velocity varies along water depth. In this study, instantaneous velocity of flow in an open-channel with rough bed has been measured using Particle Image Velocimetry (PIV). In order to analyze profile of streamwise velocity, double averaging method (spatial averaging of time-averaged values in a thin slab parallel to the channel bed) is used. It was observed that near the rough bed, vectors of instantaneous velocity showed strong spatial variations that makes extraction of unique behavior for velocity profile impossible without double averaging. Results also showed that values of double averaged velocity is not sensitive to priority in averaging (i.e. time and then spatial averaging or spatial and then time averaging); thus double averaging regardless of priority can be used. To investigate double averaged velocity profile, three approaches including logarithmic profile with variable parameter, linear profile and mixing layer profile were employed. Results showed that all three profiles could be fitted properly to our experimental data. However, logarithmic profile with variable Von-Karman constant and integration constant which is supported by strong scientific background is the most suitable profile and is therefore recommended.

    Keywords: Open-channel, Intermediate relative roughness, Particle Image Velocimetry (PIV), Double averaging, Streamwise velocity profile
  • Ferydoon Khosravi *, Sayed Rasool Soorani, Faraz Ahimoghadam Page 11

    Numerical modeling is a strong tool for soil deformation in deep excavations. There are some kind of method such as finite element, finite difference and etc. Finite element method help to select the appropriate constitutive soil model with high accuracy. The controversy between simplicity and accuracy is an important issue always has been intrested in by the researchers. By using physical modeling the accuracy of each constitutive soil modeling could be asset. In this paper, four models of geotechnical centrifuges have been uesd to investigate the effect of the overburden distance from the edge of the excavation and the results of various constitutive soil models in the soil nailing wall. The results showed that the overburden distance from the edge of the wall is so effective on the value and pattern of wall deformation. By increasing the overburden distance from the edge of the excavation, the greatest amount of horizontal deformation of the wall leads to the bottom of the excavation. However, the basis of numerical solution, without the overburden distance from the edge of the excavations, this deformation always occurs in the top of the excavation. Also, based on the comparison of the results of centrifuge models and the results obtained from different behavioral models, in order to predict the vertical deformation of the top of the excavation, the result of hardening soil small strain model (HSS) is nearer to real than other investigated constitutive soil model.

    Keywords: Excavation, Constitutive soil models, Deformation of soil, Geotechnical centrifuge, finite element method
  • Saeid Sobhi *, Afshar Yusefi, Saeid Hesami, Mahmood Ameri Page 12

    Looking for of increased pollution and environmental concerns, as well as rising fuel and energy prices, the Warm Mix Asphalt (WMA) technology has been introduced as an environmentally friendly technology, and Nowday the direction of the pavement industry has become more widely used. WMA asphalt technology, despite the reduction in production and compaction temperature and density and other advantages comparing to Hot Mix Asphalt (HMA), has a weakness in moisture damage, which is one of the main concerns of this technology, and the use of Anti-stripping additive is one of the most widely used methods to reduce this damage. Asphalt mixtures of WMA are composed of different materials such as bitumen, aggregate and WMA additives, and the study of the effect of each of these materials on the reduction of moisture sensitivity less attention has been investigated. Therefore, in this study in order to aware of road engineers to improve this problem with this type of asphalt mixture will be discussed. Studies have shown that the type of aggregate (characteristics of acidity or alkalinity), the type of WMA additive, and mixing and compaction temperature are among the most important factors affecting the WMA asphalt mixture resistance, which indirectly affects the pavement.

    Keywords: Warm mix asphalt (WMA), Moisture sensitivity, Aggregate, Bitumen, Compaction temperature
  • Arezoo Khazaei *, Elham Shahrokhi, GholamHossein Roshani Page 13

    Tomography is a technique in order to display a representation of a cross-section through solid objects using x-rays, gamma rays or ultrasound waves. The purpose of this paper is to provide a non-invasive technique for creating a CT image and detecting air holes in a concrete structure using gamma-ray tomography technique.In this work, the concrete column with a cross-section of 40 cm × 40 cm and length of 3 meters has been considered as the desired structure. There are two air holes in the concrete column. Also, the isotope Cs-137 was regarded as a radioactive source. One NaI(Tl) scintillation detector was used to measure the rate of gamma-rays emitted by the radioactive source. This structure was simulated using MCNPX code. Then, the image of cross-section was reconstructed using the obtained data of MCNPX, MATLAB software, and the ART algorithm. In the ART method, it is assumed that the cross-section contains unknown pixels. A row matrix (1 × n) and a column matrix (n × 1), which are the sum of the row pixels and column pixels of the image are defined as input for ART algorithm. The output is a matrix (n × n) that matrix arrays (n × n) are cross-section image pixels. Therefore, using these arrays, the cross-sectional image is reconstructed. The reconstructed image showed the correct location of the air holes. According to the obtained results, the proposed gamma radiation tomography technique is an appropriate and non-invasive technique in order to cross-sectional analysis of concrete structures.

    Keywords: Tomography, MCNPX, ART algorithm, Image reconstruction, Concrete
  • Alireza Keramat *, Alireza Khamoshi, Ali Majd Page 14

    Unlike previous studies in Non-Newtonian fluids that use complex two-dimensional models to calculate the velocity gradient in this research one-dimensional models have been used to calculate non-residual losses that can be implemented faster And have higher execution speeds. The main objective of this research is to investigate the phenomenon of water hammer in Non-Newtonian fluids of power type (Power Law) using Brunon and Zeilke models. In order to calculate the shear stress in relation to the momentum of the Zeilke and Brunon model, and to solve the equations, the line characteristics of the nonlinear fluid solution have been used. The Brunon model is based on the assumption that the shear stress of the wall changes due to the acceleration of the acceleration, proportional to the acceleration of the fluid. Zilck's method for calculating unsteady friction coefficient presents a model based on the analytic integral of convolution. The velocity gradient in steady state is used to obtain the velocity gradient in the Zeilke model. Finally, numerical results are compared with the results of other papers to ensure the accuracy of the solution algorithm. The results of non-Newtonian fluid modeling show significant changes in pressure values. The proposed formulas, similar to the two-dimensional models, can simulate these changes. As expected in the same continuous flow conditions, the maximum pressure decreases with decreasing viscosity of the fluid. In other words, by decreasing the viscosity of the fluid, the amount of drop across the pipe path will be reduced.

    Keywords: water hammer, Unsteady friction, Zeilke model, Brunon model, Fluid model of power
  • AliAkbar Shirzadi Javid *, Parviz Ghoddousi, Sadaf Aghajani Page 15

    Due to the composition, the production of self-consolidating concrete (SCC) requires more mixing energy to uniform and homogenize the concrete components. This limits the rate of concrete production in comparison with the convectional concrete and therefore is an important financial factor. So mixing energy (mixing time and power) is one of the main factors in concrete production and before large production, the appropriate mixing time and speed should be determined for each mixture. In this study, according to objectives and considering that mixing time and speed are two main factors in content of mixing energy and according to guidelines and regulations, two SCC mix designs (powder type and VMA type) were mixed in three mixing times (3, 8 and 11 minutes) and each of them in two mixing speeds (20 and 40 RPM) and their effect on rheological properties was evaluated. The results showed that in each series of mixtures by increasing the mixing time up to a certain level that is called stabilization time (the shortest mixing time) and in this study is 8 minutes, the workability of concrete increases and after that by mixing up to 11 minutes it decreases 6 percent. Static yield stress in the 8 minutes mixing has minimum amount too and by mixing up to 11 minutes it increases 42 percent. This increment reaches to 62 percent for Dynamic yield stress, so the rheology tests also confirm these results.

    Keywords: Mixing time, mixing speed, mixing energy, self-consolidating concrete, stabilization time
  • Ehsan Darvishan * Page 16

    Today, it is possible to detect damage in the early stages with the aid of structural health monitoring (SHM) techniques to avoid financial losses and loss of lives. However, large expenses of SHM systems has caused low popularity of such systems in our country. The aim of this study is to provide a low-cost damage detection technique for bridges based on signal processing and machine learning. To reduce expenses, the number of sensors to monitor vibration of the structure is decreased to only one sensor. Since reduction of number of sensors can lead to drop in damage detection accuracy, most up to date signal processing methods are used. In the first step of the paper, several time-frequency signal processing techniques are compared and EWT is selected as the best signal processing method. In the next step, after decomposition of signals by time-frequency techniques, a new damage index is introduced base on cross wavelet transform (CWT) and then calculated damaged indices are classified using support vector machine (SVM) to be able to distinguish healthy and damage states. Results show that the proposed method can detect damage with high accuracy.

    Keywords: Structural health monitoring, damage detection, signal processing, Cross wavelet transform, Support Vector Machine
  • Esmaeil Mohammadnia, Mojtaba Hadavifar *, Hojat Veisi Page 17

    Cadmium is a very toxic metal that have adverse effects on human health and aquatic environments even at low concentrations. It can cause some diseases in human lungs and kidney. Therefore, efforts should be made to eliminate this metal from aquatic ecosystems. This study was carried out in order to remove cadmium ions from aqueous solutions by thiolated graphene oxide in batch system. In this study, effect of experimental parameters such as pH, adsorbent dosage and initial cadmium concentration were investigated. To characterize the adsorbent properties, SEM and FT-IR analyses were utilized. The results showed that, with increasing initial concentration of cadmium, the amount of adsorption decreased and increasing the dose of adsorbent and pH increased the percentage of cadmium removal. Comparison of isotherm and kinetic adsorption models showed that Langmuir and Pseudo-second order models, with R2 values of 0.97 and 0.99 respectively, had a better fitness and describe the adsorption data better than other models. Thus, as a general conclusion it can be said that the synthesized adsorbent had high capability to remove cadmium from aqueous solutions.

    Keywords: Geraphene oxide, Cadmium, Thiol functional group, Isotherm models, Adsorption kinetics
  • Maryam Zare Aghblagh, Hamed Rahman Shokrgozar * Page 18

    In this paper, the effect of various modeling parameters such as beam – column connections, soil and shallow foundation types are studied to assess the seismic response of steel moment frames. For this purpose, five-story special steel moment frames with two different soil types (II and IV) have been considered. The footing and strip shallow foundations have been designed for these buildings, with safety factor of three. Prequalified bolted flang plate connections are used in these buildings. The finite element models are developed using OpenSees software considering soil – foundation – structure interaction. The seismic performance of SMFs are evaluated using nonlinear time history analyses, through seven far–fault ground motions. Nonlinear behavior of soil is modeled by nonlinear Winkler springs. The numerical results show that in the models that considered beam-column connections, SFSI and soil type IV, the maximum inter-story drift is more, compare to models without connections and with fixed based conditions. The maximum base shear of structures in the mentioned models is reduced. In models, that structures rested on soil type II, maximum values of these two parameters are diminished. The effect of foundation type in models resting on the soil type IV is more than models with soil type II. Generally, connections, foundation type and soil-foundation-structure interactions have a great influence on the nonlinear responses of steel moment frames.

    Keywords: Special steel moment frame, soil – foundation – structure interaction, fixed connections, soil, foundation type, time history dynamic analysis