به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "numerical modeling" در نشریات گروه "عمران"

تکرار جستجوی کلیدواژه «numerical modeling» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • رزا اسدی*، سعید داوری

    با توجه به محدودیت و عدم دسترسی به منابع آب شیرین، آب زیرزمینی به عنوان یک منبع شناخته شده، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه، از یک روش نوین حجم محدود موسوم به DDFV (Dual Discrete Finite Volume) برای مدل سازی جریان و انتقال آلودگی در آب زیرزمینی استفاده شده است. در این روش، از شبکه بندی های ساختاریافته و ساختارنایافته استفاده شده که می تواند هندسه های پیچیده را مورد بررسی قرار دهد و معادلات جریان و انتقال آلودگی به دقت برای هر المان شبکه مثلثی مدل شده و غلظت آلودگی در مرکز و رئوس هر المان به دست آید. در ابتدا، معادله ی جریان در محیط غیراشباع حل شد و پارامترهای محتوای رطوبت و تراز سطح آب زیرزمینی محاسبه گردید. سپس با توجه به نتایج به دست آمده، سرعت حرکت آب در خاک برآورد شد. در نهایت، معادله آلودگی در محیط غیراشباع استخراج شد و مقدار غلظت در رئوس هر المان محاسبه گردید. این مدل در حالت های جریان ناپایدار در یک بعد و دو بعد بادقت بالا صحت سنجی شده است.با مقایسه حالت دوبعدی با حالت یک بعدی، مشخص گردید که نوسانات در حالت دوبعدی وجود ندارد.

    کلید واژگان: محیط متخلخل غیراشباع, معادله ریچاردز, فرارفت, پراکندگی, مدلسازی عددی, روش حجم محدود
    Roza Asadi*, Saeed Davari

    Due the limitations and lack of access to fresh water resources, groundwater is recognized as an important source. In this research, a novel method called Dual Discrete Finite Volume (DDFV) has been developed for modeling flow and contaminant transport in saturated and unsaturated porous media. In this method, structured and unstructured grids have been used to handle complex geometries. Flow and contaminant transport equations have been accurately modeled for each triangular element in the grid. This modeling process yields contaminant concentrations at the center and vertices of each element. First, the flow equation in an unsaturated medium has been solved. Parameters such as moisture content and hydraulic head have been calculated. Then, based on the obtained results, the water velocity in the soil was estimated. Finally, the contamination equation in an unsaturated medium was extracted, and the concentration values at the vertices of each element were calculated. This model has been validated for transient flow conditions with high accuracy. By comparing the two-dimensional case with the one-dimensional case, it was determined that there are no numerical oscillations in the two-dimensional case.

    Keywords: Unsaturated Porous Media, Richards’ Equation, Advection, Dispersion, Numerical Modeling, Finite Volume Method
  • محراب بلیغی، محمدصالح برادران، علی اخترپور*

    اکثر طرح ها و پروژه های عمرانی بر روی خاک هایی بنا می شود که بالاتر از سطح آب زیرزمینی است و این امر موجب می شود که، خاک در فاز غیراشباع قرار گرفته و در آن مکش بافتی ایجاد شود. افزایش و یا کاهش درجه اشباع خاک، بر روی خواص مکانیکی و هیدرولیکی آن تاثیر بسیار زیادی می گذارد. خاک های متورم شونده خاک هایی هستند که با جذب رطوبت و کاهش مکش بافتی، افزایش حجم از خود نشان می دهند. بنابراین، این موضوع خسارت های جبران ناپذیری را در صنعت ساخت و ساز، راهسازی و صنایعی از قبیل نفت و گاز به وجود میآورد. در این تحقیق خاک متورم شونده ی اطراف یکی از چاه های گاز خانگیران سرخس مورد بحث و تحلیل عددی قرار گرفته است. نتایج مدل سازی عددی نشان داد در نقطه ی بحرانی لوله ی فولادی بدنه ی چاه، نیروی کششی ناشی از تورم خاک به اطراف آن وارد می شود که ضخامت طراحی و مجاز لوله ی چاه برای تحمل این نیرو با استفاده از دو روش ضرایب بار، مقاومت و مقاومت مجاز به دست می آید. نتایج نشان داد ضخامت های به دست آمده اعداد کوچکی هستند، در نتیجه خطری جدی ناشی از تورم خاک و ایجاد نیروی کششی بر بدنه-ی چاه مطرح نیست و اگر فولاد بدنه ی چاه در طول زمان دچار خوردگی های بسیار گسترده نشود، در اثر کشش ناشی از تورم خاک گسیخته نخواهد شد.

    کلید واژگان: خاک متورم شونده, مکانیک خاک غیراشباع, مدلسازی عددی, خانگیران سرخس, غلاف چاه
    Mehrab Balighi, Mohammadsaleh Baradaran, Ali Akhtarpour *

    The majority of building and infrastructure projects are typically situated on soils that have a greater elevation than the underlying water table. As a consequence, these soils exist in an unsaturated state, resulting in the development of matric suction inside them. The manipulation of soil saturation levels significantly influences its mechanical and hydraulic characteristics. Swelling soils refer to a type of soil that undergoes volumetric expansion as a result of moisture absorption and a subsequent decrease in matric suction. Hence, this matter gives rise to irreversible harm in the realm of infrastructure, transportation networks, and facilities such as oil and gas. This study focuses on the numerical analysis and discussion of the swelling soil surrounding a gas well located within the Khangiran gas refinery. The findings from the numerical simulation demonstrated that, at the critical juncture of the steel pipe within the well structure, the tensile force induced by soil expansion infiltrates the surrounding area. To withstand this force, the design and permissible thickness of the well pipe can be evaluated using two approaches: load coefficients-resistance and allowable resistance. The action is permissible. The findings indicate that the thicknesses obtained are relatively small, thereby suggesting that there is no significant risk associated with soil swelling and the resultant tensile force exerted on the well casing. However, it is important to note that the durability of the well body's steel material over time is crucial in preventing breakage due to soil swelling-induced tension.

    Keywords: Swelling Soil, Unsaturated Soil Mechanics, Numerical Modeling, Khangiran Sarakhs Gas Zone, Gas Well
  • فرید محمودی صاحبی، فرزاد حاتمی*
    سیستم های مهاربند واگرا به واسطه شکل پذیری قابل قبول و سختی متناسبی که از خود نشان می دهند به عنوان یکی از سیستم های باربر در برابر بار جانبی در نظر گرفته می شوند. علی رغم محاسن این نوع سیستم ها آنها دارای معایبی نیز می باشند که نیاز به به بهبود رفتار آنها را ضروری می سازد. یکی از این محدودیت ها عدم ایجاد فضای معماری کافی به خصوص در دهانه های کوتاه است. همین امر باعث استفاده از لینک های با طول بلند در دهانه های کوتاه می شود که از لحاظ عملکردی نسبت به لینک های با طول کوتاه جذب انرژی ضعیفتری دارند. محدودیت دیگر مهاربندهای واگرا، تعویض هزینه زا و زمانبر آن ها است. ایده استفاده از لینک های قابل تعویض می تواند زمان و هزینه تعمیر و بازسازی سیستم را کاهش دهد. ایده حذف المان مورب در مهاربندهای واگرا و افزایش عمق تیر خارج از لینک پیشنهاد گردیده تا علاوه بر دست یابی به سختی متناسب، فضای معماری ارتقا یافته نیز فراهم گردد. همچنین با استفاده از اتصال قابل تعویض لینک به تیر اصلی، امکان تعمیر کم هزینه تر سازه پس از وقوع حادثه وجود خواهد داشت. در این تحقیق علاوه بر مطالعات آزمایشگاهی، ایده پیش گفته با استفاده از مدل های عددی نیز مورد بررسی قرار می گیرد. در همین راستا، برای یافتن نسبت بین افزایش ابعاد تیر خارج از لینک و سختی قاب، اقدام به مدلسازی عددی 572 نمونه با افزایش تدریجی ابعاد تیر قاب بدون مهاربند می گردد. در نهایت با استفاده از یادگیری ماشین رابطه ای بین افزایش ابعاد تیر و افزایش سختی قاب متناظر به منظور ارتقای میزان جذب انرژی و شکل پذیری سیستم پیشنهاد می گردد.
    کلید واژگان: مهاربند واگرا, لینک برشی, دهانه کوتاه, مطالعه آزمایشگاهی, مدلسازی عددی
    Farid Mahmoudi
    Eccentrically braced frames are one type of lateral load bearing systems due to their acceptable ductility and proportional stiffness. However, they have some limitations that need improvement. One limitation is insufficient architectural space creation especially for short spans which leads to using link beams with medium and long lengths that have weaker energy absorption compared to links with short lengths. Another limitation is their costly and time-consuming replacement. To address these limitations, this research proposes removing diagonal elements from eccentrically braced frames and increasing beam depth outside links which provides more proportional stiffness and improved architectural space for designers. Additionally, using replaceable connections between links and main beams reduces repair costs after earthquakes. Numerical modeling was used to investigate this idea along with laboratory studies. The ratio between increased beam depth outside links and frame stiffness was found through numerical modeling samples with gradual increases in beam depth without braces. Finally, a relationship between increased beam depth outside links and increased frame stiffness was proposed to improve energy absorption amount and system ductility.
    Keywords: Eccentrically Braced Frame, Shear Link, Short Span, Experiment, Numerical Modeling
  • مهدیه فخیمی اکمل، محمدمهدی احمدی*

    گستردگی کاربرد آزمایش نفوذ مخروط به علت سرعت عملیات آن در شناسایی لایه های خاک و ویژگی های آن، باعث شده است که روش های مختلف تحلیلی برای مطالعه ی این آزمایش به وجود آید. اندازه گیری فشار آب منفذی اضافی در طی آزمون نفوذ مخروط نقش به سزایی را در تعیین خصوصیات و پارامترهای مهندسی خاک های رسی می تواند ایفا کند. در بسیاری از مسائل ژئوتکنیکی، وضعیت تنش اولیه ی موجود در زمین، پارامتر مهمی است که برای طراحی و تحلیل باید شناخته شود؛ ضریب فشار جانبی در حالت سکون، K0، نیز برای سال ها توسط مهندسین ژئوتکنیک مورد مطالعه قرار گرفته است، زیرا پارامتری ضروری در طراحی و تحلیل بسیاری از مسائل ژئوتکنیکی مانند شمع ها و پایداری شیب ها است. با توجه به کمبود مطالعات جامع برروی خاک های رسی، اهمیت شناسایی رفتار این خاک ها وهمچنین محدودیت آزمون های آزمایشگاهی، در این پژوهش با مدل سازی عددی آزمایش نفوذ مخروط در خاک های رسی اشباع در شرایط زهکشی نشده، تاثیر ضریب فشار جانبی و تنش های موثر قائم اولیه بر فشار آب منفذی ایجادشده براثر نفوذ مخروط، بررسی و رابطه ای بین فشارهای آب منفذی اضافی در محل های u2 وu1 و همچنین u2 و u3 براساس این دو پارامتر ارائه شده-است. برای مدل سازی در این تحقیق، از نرم افزار فلک دوبعدی مبتنی بر روش تفاضل محدود و مدل رفتاری کم -کلی اصلاح شده استفاده شده است. برای صحت سنجی، نتایج به دست آمده از مدل سازی عددی نیزبا نتایج اندازه گیری ها در آزمایش برجای نفوذ مخروط مقایسه گردیده است. نتایج به دست آمده نشان داد که با افزایش هریک از پارامترهای ضریب فشار جانبی و تنش موثر قائم، اضافه فشار آب منفذی در هر سه محل اندازه گیری فشار آب منفذی افزایش می یابد.

    کلید واژگان: مدلسازی عددی, آزمایش نفوذ مخروط, تنش موثر قائم, ضریب فشار جانبی, مدل رفتاری کم, کلی اصلاح شده
    Mahdiyeh Fakhimi Akmal, Mahammadmehdi Ahmadi *

    The widespread use of the cone penetration test in geotechnical engineering, due to its quick identification of soil layers and properties, has led to the development of various analytical methods for interpreting this test. Monitoring excess pore water pressure during the piezocone penetration test can be crucial for assessing the properties and engineering parameters of clayey soils. The initial stresses in the ground and the coefficient of lateral earth pressure at rest, K0, are important parameters needed for the design and analysis of various geotechnical problems such as piles, and slope stabilities. Due to the limited research on clayey soils, the significance of understanding their behavior, and the limitations of laboratory experiments, this study investigates soil behavior via numerical modeling of cone penetration tests in saturated clay with undrained conditions. In this study, the effect of the coefficient of lateral earth pressure and initial effective vertical stresses on pore water pressure has been investigated. Additionally, the correlations between excess pore water pressures at points u2 and u1, as well as u2 and u3, have been outlined. Modified Cam-Clay constitutive model was employed in all numerical analyses using FLAC2D software. The validation of proposed relationships was also addressed using the database of field tests available in the literature provided by different researchers. The obtained results indicated that as each parameter of lateral pressure coefficient and vertical effective stress increased, the excess pore water pressure also increased at all three locations where pore water pressure is measured.

    Keywords: Numerical Modeling, Piezocone Penetration Test, Vertical Effective Stress, Coeifficient Of Lateral Earth Pressure, Modified Cam - Clay Model
  • محسن نقی زاده رکنی، امید توسلی*، رضا اسماعیل آبادی، امیرپویا صراف
    ارتعاشات محیطی می توانند تاثیر قابل توجهی بر آلودگی صوتی و سلامت ساکنان ساختمان های مجاور منابع ارتعاش ایجاد کنند. از این رو، مطالعات انجام شده در دو دهه اخیر بر روی کاهش ارتعاشات توجه زیادی از سوی محققان را به خود جلب کرده اند. در این مطالعه، به بررسی تاثیر انواع مختلف ترانشه بهسازی شده با سبکدانه لیکا شامل ترانشه های تک دیواره و دو دیواره در دو حالت فعال و غیرفعال، با استفاده از تلفیق نرم افزار المان محدود پلکسیس و زبان برنامه نویسی پایتون پرداخته شده و مدل ها با نتایج سایر تحقیقات، اعتبارسنجی گردیده و همچنین، مطالعه پارامتریک نیز برای ارزیابی اثر عوامل هندسی شامل عمق، عرض و طول برای هر دو سیستم انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که برای دستیابی به مقدار قابل قبولی از کارایی ترانشه، عمق 0.8λr و 1λr به ترتیب به عنوان عمق بهینه برای سیستم های تک و دیواره کافی است و با در نظر گرفتن اثر عرض ترانشه پر شده با لیکا، عرضی معادل 0.2λr و0.15λr برای رسیدن به عرض بهینه به ترتیب برای سیستم های تک دیواره و دو دیواره کفایت می نماید. همچنین برای طراحی غیرفعال می توان نقش عمق را برای موانع تک جداره و دو جداره نادیده گرفت، زیرا عرض ترانشه در مقایسه با عمق ترانشه نقش مهم تری دارد. اما برای دستیابی به یک سیستم تک جداره قابل قبول، باید عرض نرمال را تا حدود0.2λr افزایش داد.
    کلید واژگان: ترانشه بهسازی شده, سبکدانه لیکا, ارتعاش سطح زمین, بار هارمونیک, مدلسازی عددی
    Mohsen Naghizadeh Rokni, Omid Tavasoli *, Reza Esmaeilabadi, Amirpouya Sarraf
    Environmental vibrations can have a significant impact on noise pollution and the health of the residents of buildings adjacent the vibration sources. Therefore, the studies conducted in the last two decades on reducing vibrations have attracted a lot of attention from researchers. In this study, the effect of different types of improved trenches with Leca lightweight aggregate, including single and double-walled trenches in both active and passive modes, has been investigated, using the combination of Plexis3D finite element software and Python programming language, and the models with the results of other researches. It has been validated and also, a parametric study has been done to evaluate the effect of geometrical factors including depth, width and length for both systems. The obtained results indicate that in order to achieve an acceptable amount of trench efficiency, the depth of 0.8λr and 1λr is sufficient as the optimal depth for single and wall systems, respectively, and considering the effect of the width of the trench filled with Leca, a width equal to 0.2λr and 0.15λr are enough to reach the optimal width for single-wall and double-wall systems, respectively. Also, for passive design, the role of depth can be ignored for single and double-walled barriers, because trench width plays a more important role compared to trench depth. Moreover, to achieve an acceptable single-wall system, the normal width should be increased to about 0.2λr.
    Keywords: Retrofitted Trench, Leca, Ground Vibration, Harmonic Load, Numerical Modeling
  • مریم رحیمی، علیرضا فیروزفر، حمید علی الهی*
    در این تحقیق با بهره گیری از منحنی های شکنندگی به بررسی رفتار لرزه ای دیوار خاک مسلح پشت به پشت به روش احتمالاتی پرداخته و اثر طول همپوشانی تسمه فلزی بر میزان آسیب پذیری این نوع دیوارها بررسی می شود. بدین منظور دیوار خاک مسلح پشت به پشت با نرم افزار تفاضل محدود FLAC2D شبیه سازی شده و با مدل فیزیکی میز لرزه اعتبار سنجی شده است. سپس با استفاده از نتایج تحلیل غیر خطی فزاینده، منحنی های شکنندگی به روش تحلیلی برحسب معیارهای شدت PGA و PGV تحت زلزله های حوزه دور و نزدیک استخراج شده است. نتایج به دست آمده علاوه بر فراهم نمودن امکان پیش بینی احتمال آسیب پذیری دیوار در شدت های مختلف لرزه ای، حاکی از آن است که افزایش طول تسمه ها از مقدار 0.65 به 0.85 ارتفاع دیوار (افزایش طول همپوشانی از 0.3 تا 0.7 ارتفاع دیوار) تا 35 درصد در حوزه دور از گسل و تا حدود 50 درصد در حوزه نزدیک گسل، احتمال آسیب های لرزه ای این نوع دیوارها را کاهش می دهد.
    کلید واژگان: منحنی های شکنندگی, دیوارهای خاک مسلح پشت به پشت, آسیب پذیری لرزه ای, مدل سازی عددی, زلزله های میدان دور و میدان نزدیک
    Maryam Rahimi, Alireza Firoozfar, Hamid Alielahi *
    In this research, the seismic behavior of the back-to-back MSE walls has been assessed in a probabilistic approach using the fragility curves and the effect of the overlapping length of the metal strips on the vulnerability of this type of walls has been investigated. To this end, the back-to-back MSE walls are simulated using FLAC2D finite difference program, and validated with a shaking table physical model test. So, using the results of nonlinear incremental analysis, fragility curves are analytically extracted based on PGA and PGV intensity measures under far-field and near-fault earthquakes. The obtained results, in addition to providing the possibility of predicting the vulnerability of the wall in different seismic intensities, indicate that increasing the length of the metal strips from 0.65 to 0.85 of the wall height (increasing the overlapping length from 0.3 to 0.7wall height), reduces the probability of seismic damage up to 35% in the far-field and by about 50% in the near-fault earthquakes, respectively.
    Keywords: Fragility Curves, Back-To-Back MSE Walls, Seismic Vulnerability, Numerical Modeling, Near Field, Far Field Earthquakes
  • سید حسین خاتمی*، ایمان گلپذیر، محمدجواد ملک پور

    در این پژوهش، از شبیه سازی عددی به روش اجزای محدود و نرم‏افزار عددی PLAXIS (نسخه 2/8) استفاده گردید. همچنین، نقطه محاسبه نشست جاده که معیار مقایسه مدل‏های مختلف است، در مرکز بارگذاری روی جاده انتخاب شده که در نتایج خروجی جابجایی قائم این نقطه به عنوان نماینده نشست جاده در نظر گرفته می‏شود.  نتایج بررسی عددی اثر مقاومت کششی ژئوسنتتیک‏ها بر نشست جسم راه نشان می‏دهد که این پارامتر تاثیر قابل توجهی بر نشست جاده نداشته است. همچنین، از مدل سازی عددی اثر طول ژئوسنتتیک‏ها بر جسم راه مشخص شد که نشست قائم جاده در مدل‏سازی با ژئوگرید هم اندازه با عرض جاده (که در این مدل برابر 7 متر می‏باشد) برابر 65/3 میلی‏متر و با ژئوگرید به عرض 9 متر، برابر با 5/3 میلی‏متر می‏باشد. نتایج نشان داد که چنانچه میزان اصطکاک بین المان ژئوسنتتیک با خاک معادل زاویه اصطکاک داخلی خاک در نظر گرفته شود، نشست جاده در مرکز بارگذاری مدل، 12 درصد کاهش داشته است. در نهایت، بررسی تاثیر مکان استقرار المان ژئوسنتتیک بر نشست جاده نشان می‏دهد که با جابجایی لایه ژئوسنتتیک از مرز زیراساس- بستر به مرز رویه - اساس، نشست جاده به میزان 9/0 میلی‏متر کاهش یافت.

    کلید واژگان: روسازی انعطاف پذیر, پلکسیز, مدل سازی عددی, مطالعه پارامتریک, خاک بستر ماسه ای
    Seyed Hossein Khatami *, Iman Golpazir, Mohammadjavad Malekpour

    In this research, numerical simulation using the finite element method and PLAXIS numerical software (version 8.2) were used. Also, the calculation point of the road settlement, which is the criterion for comparing different models, is selected in the loading center on the road, which is considered as the representative of the road settlement in the output results of the vertical displacement. The results of the numerical investigation of the effect of the tensile strength of geosynthetics on the road settlement show that this parameter did not have a significant effect on the road settlement. Also, from the numerical modeling of the effect of the length of geosynthetics on the road body, it is determined that the settlement of the road in modeling with geogrid is the same size as the width of the road (which is equal to 7 meters in this model) equal to 3.65 mm and with geogrid 9 meters wide. It is equal to 3.5 mm. The results showed that if the amount of friction between the geosynthetic element and the soil is considered equal to the internal friction angle of the soil, the settlement of the road at the loading center of the model has decreased by 12%. Finally, the investigation of the effect of geosynthetic element placement on the road settlement shows that by moving the geosynthetic layer from the sub-base-substrate boundary to the top-base boundary, the road settlement decreased by 0.9 mm.

    Keywords: Flexible Pavement, Plaxis, Numerical Modeling, Parametric Study, Soil Bed Sand
  • داود صداقت شایگان*، محمدرضا روستا

    شوت های تند مجهز به بارشکن سال ها در پروژه های آبیاری بکار رفته اند. بسیاری از این ساختارها به طور رضایت بخشی کار کرده اند و پاسخ مقرون به صرفه ای برای مشکل اتلاف انرژی بوده اند. در این سرریزها پایه های بارشکن می تواند به صورت مانع عمل کند و سبب استهلاک انرژی آب شود. بدین ترتیب آب در مسیر حرکت خود دارای سرعت نسبتا کمی خواهد بود. سرعت خروجی کم و اقتصادی بودن را می تواند بدون توجه به بلندی آبشار از محاسن این نوع سرریزها دانست. هدف اصلی از این تحقیق، ارزیابی توانایی نرم افزار Flow3D در شبیه سازی عددی جریان عبوری از سرریزهای دندانه دار می باشد. نرم افزار Flow3D یک نرم افزار قوی در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی است که برای حل مسائل با هندسه پیچیده مورد استفاده قرار می گیرد. این مدل برای شبیه سازی جریان های سطح آزاد سه بعدی غیرماندگار با هندسه پیچیده کاربرد فراوانی دارد. در این تحقیق برای صحت سنجی نرم افزار به منظور تخمین پارامترهای جریان عبوری از سرریز دندانه دار، از نتایج آزمایشگاهی و همچنین جهت شبیه سازی پروفیل سطح آب از روش حجم سیال (VOF) استفاده شده و با بررسی نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی دقت مدل ارزیابی گردیده است. نتایج نشان می دهد که مدل Flow3D با دقت بالایی می تواند جهت شبیه سازی جریان عبوری از سرریزهای دندانه دار مورد استفاده قرار گیرد. همچنین جریان با دبی های مختلف روی شیب مجهز به بارشکن با پنج نوع مانع متفاوت به وسیله نرم افزار Flow3D شبیه سازی شد و پس از تحلیل انرژی مستهلک شده مشخص گردید شوت مجهز به بارشکن با بلوک های نیم دایره افقی بهترین عملکرد را در بین پنج مدل بررسی شده دارا است.

    کلید واژگان: سرریز دندانه دار, استهلاک انرژی, شکل بلوک, مدل سازی عددی, FLOW3D
    Davood Sedaghat Shayegan *, Mohammadreza Roosta

    Baffled aprons or Chutes have been in use on irrigation projects for many years. The fact that many of these structures have been built and have performed satisfactorily indicates that they are practical and that in many cases they are an economical answer to the problem of dissipating energy. Baffled chutes are used to dissipate the energy in the flow at a drop and are most often used on channel waste ways or drops. During the past 2 decades, heuristic and metaheuristic optimization techniques have emerged as a promising solution, offering several benefits and possibilities. (Saberi et al., 2021; Sedaghat et al., 2019).

    Keywords: Jagged Weir, Dissipating Energy, Block Form, Numerical Modeling, FLOW3D
  • Hadi Farhadian *, Zahra Gholami
    Tunneling operations face a significant challenge in managing water inflow into excavated underground spaces, primarily initial or excavating caused discontinuities in tunnel walls. The water flow rate is intricately linked to the geometric shape of the tunnel, making it a crucial consideration during infrastructure design and construction to mitigate the risks associated with water infiltration. This study employs the finite element numerical method to explore how different geometric shapes (circular, D-shaped, rectangular, and irregular hexagon tunnels), along with parameters like excavated space area, excavated space perimeter, water head, and permeability coefficient anisotropy, influence steady-state water inflow into tunnel as saturated environments. Results demonstrate that the geometric shape of underground spaces has a substantial impact on water ingress, with circular tunnels exhibiting notably lower inflow rates compared to other shapes under similar conditions. However, the overall dimensions of the simulation model may also influence the observed impact. The research underscores the necessity of considering both geometric shape and overall dimensions for effective drainage in tunnel design. While circular tunnels generally prove to be a safe choice, further project-specific analysis may be warranted. It is crucial to acknowledge that accurately predicting the influence radius requires intricate numerical modeling or physical experiments accounting for all relevant factors, as the impact of shape is just one facet, with other design and geological factors playing equally crucial roles.
    Keywords: Water Inflow, Tunnel, Numerical Modeling, Geometric Shape
  • مهدی سلیمانی قره گل، حمید چاکری*، محمد تقی نسب

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

    کلید واژگان: قنات, فشار سینه کار, نشست سطح زمین, مدل سازی عددی, FLAC3
    Mehdi Soleymani Gharagol, Hamid Chakeri *, Mohammad Taghinasab

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

    Keywords: aqueduct, Face Support Pressure, Surface Settlement, Numerical modeling, FLAC3D
  • عادل عدالتی، رامین امینی*

    سرریز از معمول ترین سازه های هیدرولیکی ساخته بشر است که جهت اندازه گیری دبی جریان در کانال ها، انحراف جریان، ذخیره آب، تغییر رژیم جریان در کانال ها و کنترل سیلاب در مواقع بارش مورد استفاده قرار می گیرند. سرریزهای آزاد به دو دسته ی خطی و غیرخطی تقسیم می شوند. سرریز کلید پیانویی، نوعی سرریز غیرخطی بوده و یکی از بهترین گزینه ها ازنظر هیدرولیکی - اقتصادی به منظور استفاده در پروژه های بهسازی جهت افزایش ظرفیت تخلیه در هنگام سیلاب و افزایش حجم مخزن در پروژه های جدید سدسازی به شمار می آید. از مهم ترین مزیت های سرریزهای کلید پیانویی نسبت به سرریزهای خطی، بهبود ظرفیت انتقال جریان از طریق افزایش طول تاج و درنتیجه افزایش طول آبگذری در یک عرض ثابت ساختگاه بدون افزایش بار آبی بالادست می باشد. هدف از انجام تحقیق حاضر، مدل سازی عددی جریان و بررسی اثر تغییرات همزمان تعداد سیکل و زاویه ی سرریز بر روی ضریب عبوردهی جریان با ثابت نگه داشتن طول کل تاج سرریز و سایر پارامترهای هندسی برای دوازده مدل می باشد. پس از بررسی های صورت گرفته مشخص گردید، افزایش زاویه ی سرریزکلید پیانویی در یک طول ثابت برای تمامی مدل ها موجب افزایش ضریب عبوردهی جریان می شود در حالی که با افزایش تعداد سیکل در یک طول ثابت به دلیل کاهش مساحت آبگیر کلید ورودی، افزایش انقباض خطوط جریان و درپی آن تشدید استغراق موضعی در کلید خروجی، ضریب عبوردهی جریان کاهش چشمگیری خواهد داشت. در میان سرریزهای مدل شده ، ATPK135-2 به عنوان مدل برتر شناخته و توانست ضریب جریان را نسبت به حالت خطی به میزان 47 درصد افزایش دهد.

    کلید واژگان: سرریز کلید پیانویی, ضریب عبوردهی جریان, مدل سازی عددی, زاویه سرریز, تعداد سیکل
    Adel Edalati, Ramin Amini *

    Weir is one of the most common artificial hydraulic structures that are used to measure flow in canals, divert flow, store water, change the flow regime in canals and control floods during rainfall. Free weirs are divided into two categories: linear and non-linear. One of the most important advantages of piano key weirs compared to linear weirs is the improvement of flow transfer capacity by increasing the length of the crest and as a result, increasing the length of the water passage in a fixed width of the construction without increasing the upstream water load.The purpose of this research is to numerically model the flow and investigate the effect of simultaneous changes in the number of cycles and the angle of the weir on the flow coefficient by trying to keep the total length of the weir crest and other geometric parameters constant for all models. After the investigations, it was found that increasing the weir angle of the piano key at a fixed length for all models increases the flow coefficient, while increasing the number of cycles at a fixed length for all models due to the reduction of the inlet key water tank area, increasing the contraction of the current stream lines and then intensifying the local submergence in the outlet key, the current permeability coefficient will decrease significantly

    Keywords: Piano key weir, Discharge Coefficient, Numerical modeling, weir angle, number of cycles
  • Adel Edalati *, Ramin Amini
    Weir is one of the most common man-made hydraulic structures that are used to measure the flow in canals, store water, and control floods. The piano key weir (PKW) is a type of non-linear weir and is considered one of the best hydraulic-economical options for use in improvement projects to increase the discharge capacity during floods and increase the reservoir volume (with increasing the length of the water passage in a fixed width of the construction) in new dam construction projects. The purpose of this research is to numerically model the flow and investigate the effect of simultaneous changes in the number of cycles and the weir angle on the discharge coefficient by trying to keep the total length of weir crest and other geometric parameters constant for all models. After the investigations, it was found that increasing the weir angle of the PKWs in a fixed length, for all models, increases the flow coefficient while increasing the number of cycles in a fixed length, for all models, leads to the reason for the reduction of the area of the inlet keys, increased contraction of streamlines and the subsequent intensification of the local submergence in the outlet keys, the discharge coefficient will decrease significantly. In the end to predict the changes of the discharge coefficient variable, the conditions of using the multiple regression model, two groups of dimensionless parameters depending on the geometry and flow through the weir were examined and new relationships were presented to calculate the discharge coefficient.
    Keywords: Piano Key Weir, Numerical Modeling, Multiple Regression, Weir Angle, Number Of Cycles
  • امیرسعید مرادی اندراب، امیرعلی زاد*، علی نورزاد، مریم یزدی

    پیشرفت روزافزون جامعه ی بشری و افزایش جمعیت، نیاز به جابه جایی با سرعت بالا و استفاده از قطارهای پرسرعت را بیش از پیش مطرح کرده است. جابه جایی با سرعت بالا به وسیله ی قطارها نیازمند بستری مناسب برای عبور از روی مناطق مختلف دارای خاک نرم و جلوگیری از خارج نشدن قطار از ریل و خسارت های جانی و مالی است. تاکنون مطالعات متعددی در خصوص دیوارهای مکانیکی خاک مسلح تثبیت شده با مهارهای صفحه یی به صورت استاتیکی و آزمایشگاهی انجام شده است، اما تاثیر عبور قطارهای پر سرعت در دیوارهای مذکور به صورت عددی مشاهده نشده است. در مطالعه ی حاضر، به بررسی نتایج مدل سازی عددی سه بعدی تاثیر عبور قطار سریع السیر از روی دیوارهای مکانیکی خاک مسلح تثبیت شده با مهارهای صفحه یی با استفاده از نرم افزار D3 P L A X I S پرداخته شده است. نتایج مدل سازی ها نشان داد که با افزایش تعداد صفحه های مهاری به همراه کاهش ابعاد آنها، جابه جایی افقی و نشست در تاج دیواره کاهش یافته است.

    کلید واژگان: قطار پر سرعت تالیس, دیوار حائل تثبیت شده, دیوار مکانیکی خاک مسلح, مهارصفحه یی, سرعت عبور قطار, نرم افزار D3 PLAXIS
    A.S. Moaradi Andarab, A. A. Zad *, A. Noorzad, M. Yazdi

    The advancement of technology with an increasing population has led to the requirement for high-speed mobility trains. High-speed transportation by trains requires passing through soft soil conditions, which requires stability. High-speed trains are used nowadays in developed countries to reduce travel time. When the train moves at a critical speed, it can significantly increase the dynamic responses of the components on the railway lines. The present study examines the results of 3D numerical modeling, considering the impact of the high-speed train passing through the mechanical earth wall stabilized by plate anchors. Numerical modeling was carried out using Plaxis 3D finite element software. The impact of various factors such as the speed of the train (180, 200 & 250 Km/h), the number of plates (single, double, and triple), and the number of train tracks (1 & 2 tracks) have been investigated. The Hardening soil with small strain model has been used for modeling the behavior of the backfill soil. In this study, the geometrical characteristics of the Thalys high-speed train were used to model the train passing through the walls of 6 meters that were stabilized with plate anchors. From the results, it was concluded that Increasing train speed from 160 to 250 Km/h increases the settlement under the rails by 11% and increases the horizontal displacement of the wall by 13%. It was confirmed that increasing train speed will result in an increase in the settlement under the rails and increases the horizontal displacement of the wall in all investigated cases. Increasing the number of plates along with decreasing their dimensions has a positive effect on the wall’s performance with regard to the horizontal displacement of the wall. Also, it should be mentioned that by increasing the number of train tracks from 1 to 2, the settlement under the rails increased by 5%, and the horizontal displacement of the wall increased by 20%.

    Keywords: Thalys high-speed train, Retaining wall, plate anchor, Numerical Modeling, Vibration, reinforced soil, Finite Element Method, PLAXIS 3D
  • علی ابراهیم زاده، محمد فیاض*، مهدی دهقان نژاد ثانی آبادی
    طرح مقاوم سازی وقتی کارآمد است که علاوه بر مقرون به صرفه بودن، تلفات جانی و خسارت زیربنایی را کاهش دهد و ابعاد و دامنه ی آسیب ها را هر چه بیشتر محدود کند. طراحی و ساخت اغلب موانع مقاوم در برابر انفجار در انواع سازه ها به دلیل هزینه ی بالا از یک سو و احتمال کم رخداد انفجار در طول عمر سازه از سوی دیگر بهینه نیستند. در پژوهش حاضر پیشنهاد استفاده از روش ترکیبی تور مهارکننده در کنار پنل جاذب موج انفجار به عنوان الگویی جدید در حفاظت از ابنیه در
    برابر انفجارهای خارجی مطالعه شده است. راکت در فاصله ی مشخصی از سازه ی اصلی توسط یک تور مقاوم مهار شده و پنل، موج ناشی از انفجار را جذب کرده است. با انجام مطالعه و آزمایش هایی روی انواع مواد جاذب، پنل منتخب معرفی و رفتار آن در مقابل تهدید در فاصله های مختلف به صورت عددی و میدانی ارزیابی شده است. نتایج شبیه سازی ها، تطابق مناسبی با آزمایش های میدانی داشته است که قابل تعمیم برای مقادیر مختلف خرج ها نیز است.
    کلید واژگان: مقاوم سازی, جذب انرژی, موج انفجار, مدل سازی عددی, آباکوس, بتن پارچه یی, پنل جاذب
    A. Ebrahimzadeh, M. Fayyaz *, M. Dehghannejad
    The retrofitting plan is effective when, in addition to being cost-effective, it minimizes casualties, reduces infrastructure damage, and limits the extent and scope of damages as much as possible. The design and construction of most explosion-resistant barriers in all types of structures are not optimal due to the high cost on the one hand and the low probability of explosion during the life of the structure on the other hand. In this research, the proposal of using the combined method of restraining net along with the blast wave absorber panel as a new model in protecting the building against external explosions has been studied. The rocket is restrained at a certain distance from the main structure by a resistant net and the panel absorbs the wave caused by the explosion. By conducting studies and experiments on various absorbent materials, the selected panel was introduced and its behavior against threats at different distances was evaluated numerically and in the field. The results of the simulations were in good agreement with the field tests, which can be generalized for different amounts of charge.
    Keywords: absorbing energy, Explosion wave, Numerical Modeling, Abaqus, concrete fabric, Absorbent panel
  • امیرپرویز نیما، محمد شریفی پور*، حسن نگهدار

    در این پژوهش باانجام مدل سازی آزمایشگاهی و عددی بر متغیرهای موثر بر بهسازی زمین با ستون خاک-سیمان تحت شرایط مختلف سربار و بارگذاری لرزه ای انجام شده است. مطالعات آزمایشگاهی به ارزیابی عملکرد ستون خاک-سیمان در مقاوم سازی زمین نرم تحت دو شرایط سربار صلب و خاکریز معطوف بوده که براساس نتایج حاصل، مدل عددی در بستر نرم افزار المان محدود ABAQUS تعریف، اعتبارسنجی (خطای مدل عددی کمتر از 8%) و در نهایت عملکرد ستون خاک-سیمان در بهسازی خاک نرم تحت بارگذاری لرزه ای مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که تثبیت خاک سست با ستون خاک-سیمان تحت سربار انعطاف پذیر باعث تثبیت بیشتر خاک سست نسبت به شرایط سربار پی صلب گردیده و میزان نشست به ترتیب 75% و 55% نسبت به خاک مبنا کاهش یافته است. نتایج حاصل از مدلسازی عددی نشان داد که به کارگیری ستون خاک-سیمان موجب بهبود رفتار لرزه ای زمین هایی با خاک نرم گردیده است، به گونه ای که میانگین میزان نشست تحت بارگذاری 5 زمین لرزه بزرگ در شرایط سربار صلب 54.13% و در شرایط سربار خاکریز 71.63% کاهش یافته است.

    کلید واژگان: تثبیت خاک, ستون خاک-سیمان, بارگذاری لرزه ای, مدل سازی عددی, خاک نرم
    Amirparviz Nima, Mohammad Sharifipour*, Hassan Negahdar

     In this research, comprehensive studies have been carried out by laboratory and numerical modeling methods on the variables affecting soil improvement with soil-cement columns under different conditions of overhead and seismic loading. experimental studies are aimed at evaluating the performance of soil-cement columns in soft ground stabilization under two conditions of rigid footing and embankment fill, and based on the results, the numerical modeling was defined and validated (numerical modeling error less than 8%).
    The results of experimental studies showed that the stabilization by using soil-cement column under embankment fill condition caused more stabilization of soft soil compared to the condition of rigid footing and the amount of settlement decreased by 75% and 55% respectively. The results of numerical modeling showed that the use of soil-cement column has improved the seismic behavior of soft soil and the average of settlement under the loading of 5 major earthquakes has decreased by 54.13% under rigid footing conditions and 71.63% under embankment fill.

    Keywords: Soil stabilization, soil-cement column, seismic loading, numerical modeling, Soft soil
  • محمدامین مشایخی، محمدرضا خانمحمدی*

    امروزه استفاده از المان های سازه ای مانند شمع ها، به عنوان یک راه حل موثر در بهبود عملکرد کلی یک سیستم خاکریزی به لحاظ پایداری و کنترل نشست در نظر گرفته می شوند. در سال های اخیر استفاده از شمع های پیچی به دلیل عملکرد مناسب تحت بار فشاری و کششی، نصب سریع و آسان شمع و حذف مشکلات بتن ریزی مورد توجه قرار گرفته است. این مقاله یک بررسی عددی از مقایسه عملکرد خاکریزهای متکی بر شمع های پیچی و بتنی ساخته شده بر روی خاک نرم، ارایه می دهد. برای این منظور مدل های المان محدود سه بعدی به طور جداگانه از خاکریزهای متکی بر شمع های پیچی و بتنی در حالی که طول و قطر شفت شمع های آن ها یکسان است، در نرم افزار آباکوس توسعه داده می شوند. نتایج مدل سازی های عددی با مشاهدات میدانی و اندازه گیری های آزمایشگاهی دیگر پژوهشگران اعتبارسنحی می شوند. نتایج نشان می دهد استفاده از شمع های پیچی در مقایسه با شمع های بتنی، باعث کاهش قابل قبول نشست در خاکریز و خاک نرم پی خواهد شد، و حرکات جانبی خاکریز را کنترل می کند. همچنین توزیع نیروی محوری در شمع حاکی از آن است که شمع پیچی ظرفیت باربری بیشتری نسبت به شمع بتنی دارد و شمع ها به صورت اصطکاکی رفتار می کنند. حضور کلاهک شمع، باعث کنترل قابل قبول نشست ها در سیستم خاکریز متکی بر شمع می شود و ظرفیت باربری بیشتری در شمع بسیج خواهد شد. همچنین اضافه کردن پره به بدنه شمع در فواصل مختلف، تاثیر چشمگیری در بهبود عملکرد سیستم خاکریزهای متکی بر شمع نمی گذارد و حتی ممکن است باعث افزایش نشست و پایین آمدن مکانیزم انتقال بار شود.

    کلید واژگان: نشست های کلی و تفاضلی, خاکریزهای متکی بر شمع, شمع های پیچی, ظرفیت باربری, مدل سازی عددی
    MohammadAmin Mashayekhi, Mohammadreza Khanmohammadi *

    The use of structural elements such as piles are considered as an effective solution in improving the overall performance of an embankment system in terms of stability and settlement control. In recent years using helical piles has been considered due to their proper performance. This research presents a numerical investigation to compare the performance of embankments rested on concrete and helical piles. A 3D finite element models are developed separately in ABAQUS software for embankments based on helical and concrete piles while the length and diameter of their pile shafts are the same. The model was validated via comparing the obtained numerical results with the field and laboratory measurements (observation). The results show that the helical piles have significantly reduced the settlement in the embankments and the soft foundation soil and controlled lateral embankment displacement. Also, the distribution of axial force along the embedment depth of the pile indicates that the helical pile has higher bearing capacity than the concrete pile and behaves frictionally. The presence of the cap on the helical pile was also examined and the results show that it causes adequate control of the settlement in the embankment system and increases the bearing capacity of the piles. In addition, adding the blade to the pile body at different distances does not have a significant effect on improving the performance of the pile-supported embankment system while it could lead to embankment settlement and lower load transmission.

    Keywords: Overall, differential settlement, Embankments based on pile, Helical piles, Bearing Capacity, Numerical modeling
  • محمد عبدلی، حمید مهرنهاد*، محمد حاذقیان
    در جهان امروزی، جاده ها به عنوان شریان های اصلی جامعه جهانی در نظر گرفته می شوند. یکی از پرکاربرد ترین روش ها برای ساخت این شریان ها، پایدارسازی شیروانی های اطراف جاده ها است. استفاده از انکرهای مارپیچ چند صفحه ای در پایدارسازی شیروانی های اطراف جاده، یکی از شیوه هایی است که اخیرا مورد استفاده بسیاری از مهندسین راه و ژیوتکنیک قرار گرفته است. افزایش روز افزون استفاده از انکرهای مارپیچ موجب مطالعه های متعددی در زمینه های آزمایشگاهی، عددی و میدانی شده است. از این رو، این مطالعه با استفاده از نرم‏افزار FLAC3D به بررسی عددی سه‏بعدی ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ چندصفحه تحت زاویه های نصب متفاوت در خاک ماسه ای می‏پردازد. همچنین در مطالعه حاضر تاثیر دست خوردگی خاک، که هنگام نصب انکرهای مارپیچ چند صفحه ای در خاک ایجاد می شود، بر روی ظرفیت باربری بیرون کشش این انکرها نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا یک آزمون صحت‏سنجی برای تایید شیوه مدل‏سازی انجام می‏شود. سپس با انجام یک مطالعه پارامتری، تاثیر زاویه های نصب مختلف و همچنین دست خوردگی خاک بر ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ پرداخته می‏شود. نتایج مطالعه حاضر نشان می‏دهد که بیشترین ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ تحت زاویه های 5 و 10 درجه حاصل می گردد. علاوه بر این، با اعمال و بررسی دست خوردگی خاک ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ به طور فزاینده ای کاهش یافت که میزان آن با توجه به تعداد صفحات مارپیچ نصب شده بر روی انکر مارپیچ و همچنین نوع خاک متغیر است.
    کلید واژگان: انکر مارپیچ چند صفحه ای, ظرفیت باربری (بیرون کشش), مدلسازی عددی, نرم‏افزارFLAC 3D, دست خوردگی خاک
    Mohammad Abdoli, Hamid Mehrnahad *, Mohammad Hazeghian
    In today’s world, roads are considered the main arteries of the global community. One of the most typical methods to build these routes is stabilizing the excavations on two sides of the roads. Using multiple helical anchors in excavation stabilization is one of the means recently used by many road and geotechnical engineers. The increasing use of multiple helical anchors has led to several laboratories, numerical, and field studies. Therefore, this study employed the FLAC 3D software also a three-dimensional numerical investigation of bearing capacity under different inclination angles in sandy soil. In the present study, the effect of soil installation, which is caused by installing helical anchors in the soil, has been studied on the load-bearing capacity of these helical anchors. For this purpose, first, a verification test is done to validate the modeling approach. Then, by performing a parametric analysis, the effect of different inclination angles, as well as the installation effect on the bearing capacity of the multiple helical anchors, are studied. The present study results show that the maximum bearing capacity of the helical anchors is achieved by the angle of 5 and 10 degrees. In addition, by investigating the installation effect, the bearing capacity of the helical anchors has been significantly reduced with respect to the number of helical plates and the density of soil.
    Keywords: helical multiple anchors, loading capacity (pullout), Numerical modeling, FLAC 3D software, installation effect
  • احسان جعفری ندوشن*

    روش های ذرات بدون شبکه، نسل جدیدی از تکنیک های عددی هستند که امکان مدل سازی عددی جریان را در شرایطی که تغییرشکل های بزرگ و یا گسستگی مرزها وجود دارد، فراهم می سازد. لذا در این تحقیق با توجه به اهمیت و نقش سرریز در کنترل و هدایت جریان به پایین دست، به شبیه ‏سازی جریان بر روی سرریز سد دهن قلعه به روش بدون شبکه نیمه ضمنی ذرات متحرک با تراکم ضعیف (WCMPS) پرداخته شده است. در این روش با به کارگیری روش بازیافت ذرات در مرزهای ورودی و خروجی، به شبیه سازی با شرایط مرزی باز پرداخته شده است. این روش نه تنها شرایط مرزهای ورودی و خروجی را بهبود می دهد بلکه نوسانات فشار در مرزها را نیز کاهش می دهد. با توجه به مزایای این روش در این مطالعه به بررسی پارامترهای هیدرولیکی جریان بر روی سرریز لبه پهن، شوت و باکت پرتابی سد دهن قلعه پرداخته شده است. مدل مورد نظر، عمق و سرعت جریان را در ابتدای کانال درست در پای پنجه سرریز با خطای کمتر از 10 درصد، عمق، سرعت و عدد فرود جریان را در رقوم کف باکت پرتابی با خطای کمتر از 10 درصد و طول پرش را به ازای دبی 600 متر مکعب بر ثانیه با حداکثر خطا 12 درصد شبیه‏سازی نموده است. همچنین نتایج مدل عددی مذکور نشان داد مقدار شاخص کاویتاسیون در طول سرریز بزرگتر از 8/1 است.

    کلید واژگان: مدلسازی عددی جریان, روش های نیمه ضمنی ذرات متحرک(MPS), سرریز لبه پهن, شوت, باکت پرتابی
    Ehsan Jafari Nodoushan *
    Introduction

    Numerical simulation has increasingly become a very important tool for solving complex phenomena in fluid mechanics. Today, computational fluid dynamics (CFD), which uses numerical simulation to solve fluid flow problems, has become a major tool in many scientific and engineering studies. So far, most simulations have been performed using network-based Euler methods. The main problem with using such methods is the presence of sharp and mobile joints as well as free surface cells that require complex behaviors. In recent years, a new generation of numerical methods called mesh-free particle methods (Lagrangian) has been developed to solve computational fluid dynamics (CFD) problems. In these methods, the domain of the fluid is represented by a set of moving particles in the Lagrangian system. Mesh-free Lagrangian methods, including SPH and MPS, allow numerical modeling of flow in the face of large deformations or Discontinuity of boundaries. Due to the importance of the subject, the purpose of this study is to simulate the hydrodynamics of flow on the overflow of Dahan Ghaleh dam using a mesh-free Lagrangian method based on weakly compressible moving particle semi-implicit formulation (WC-MPS).

    Methodology

    In Lagrangian methods, unlike the Eulerian method, instead of networking the solution field and discrete the equations on the nodes, the solution field is divided into a number of particles and the discrete equations are solved on these particles. In fact, the governing equations are transformed into particle interaction equations using different operators. In the WC-MPS method, the system is considered as a system with weakly compressibility and calculates the pressure of each particle using the state equation. The MPS method uses particle density to track the free surface. Because there are no particles outside the free surface, the density of the particles on the free surface decreases severely. A particle is known as a free surface particle whose density is somewhat lower than the standard particle density. The value of this limit may be selected from 80% to 99% depending on the problem. Therefore, the pressure of this particle on the free surface will be set to zero in each time step and there is no need to apply any additional conditions for the free surface. For solid (impermeable) boundaries, such as walls or beds, In the vicinity of solid boundaries, the particle density decreases, which can lead to computational disturbances. Therefore, a number of ghost particles are located outside the boundaries to prevent this density reduction. In order to model the inlet and outlet flow, the particle recycling method at the inlet and outlet boundaries, which was developed by Jafari Nodoushan et al. (2016) was used.

    Results and Discussion

    In this study hydraulic parameters of the flow on the broad crested weirs, chute, and flip bucket of Dahan Ghaleh dam are investigated. At first, the free surface profile was compared at times t = 1, 5, 10, 15, 30 seconds for three flow rates of 461, 600, and 904 m3/s. when the discharge is 600 m3/s, the depth and velocity of the flow at the beginning of the channel will be 1.1 m and 9.1 m/s, respectively. The value of the depth and velocity of the flow at the beginning of the channel in WCMPS modeling is 1.191 m and 8.420 m/s, respectively, which shows the accuracy of the model in predicting the depth and velocity of the flow. In this research, the pressure is simulated in the form of pressure contour at different points in terms (pa) for three different flow rates. The highest pressure is near the bed in the approach channel and no part of the broad crested weirs, chute, and flip bucket is under negative pressure. Simulation of cavitation index has been done in broad crested weirs, chute, and flip bucket. the results showed that the cavitation index in the range of 110m to 140m has approached the critical value and the possibility of creating cavitation phenomenon in this area is more than in other places, but considering the cavitation index value in this area is greater than 1.8, according to the recommendation Falvey (1990) it does not need to be protected against cavitation. At the end, the height and length of the jump from the edge of the bucket for different discharges have been investigated.

    Conclusion

    In this study, the hydraulic parameters of the flow on the broad crested weirs, chute, and flip bucket of Dahan Ghaleh dam are investigated. The desired model has simulated the depth and velocity of the flow at the beginning of the channel after of the overflow, depth, velocity, and Froude number of the flow in the bucket floor with an error of less than 10%, and the jump length per discharge 600 (m3/s) with a maximum error of 12% has simulated. The comparison of the results indicates the accuracy and reliability of the results of the developed model.

    Keywords: Numerical modeling, moving particle semi implicit method (MPS), Broad crested weirs, Chute, Flip bucket
  • مجید شهبازی، میثم جلالی*، مسلم عابدی

    در عملیات حفاری تونل با دستگاه حفاری مکانیزه (TBM)، بار متمرکز نسبتا بزرگی توسط جک های دستگاه بر قطعات پیش ساخته پوشش تونل (سگمنت) اعمال می شود. این بار منجر به ایجاد تنش های کششی قابل ملاحظه ای در ضخامت سگمنت می شود. یکی از مهم ترین پارامترهای اثرگذار در میزان تنش های کششی در ضخامت سگمنت، هندسه صفحه ی بارگذاری جک پیشران می باشد. در این مطالعه با هدف کاهش میزان تنش های کششی در ضخامت سگمنت ها، تغییرات ابداعی بر روی هندسه صفحات بارگذاری جک پیشران به صورت آزمایشگاهی و عددی مورد ارزیابی قرار گرفته است. با این هدف، 12 نمونه سگمنت شامل 6 نمونه با بتن ساده و 6 نمونه با بتن الیافی، هرکدام در دو حالت با صفحه ی بارگذاری متعارف و صفحه بارگذاری شکاف دار پیشنهادی، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که نیروی ترک خوردگی نمونه های با صفحه ی ابداعی پیشنهادی نسبت به نمونه ی متعارف 30 درصد افزایش داشته است. به منظور ارایه روشی برای مدلسازی مسیله ی حاضر، روند مدلسازی عددی پیشنهاد شد. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد مدلسازی عددی با روال پیشنهادی به منظور تخمین بار بیشینه در ستاپ پیشنهادی قابل توصیه بوده اما به منظور مدلسازی عددی الگوی ترک ها همچنان به مطالعات تکمیلی نیاز است.

    کلید واژگان: صفحه پد بارگذاری, سگمنت, جک پیشران, ماشین حفاری مکانیزه, مدلسازی آزمایشگاهی, مدلسازی عددی
    M. Shahbazi, M. Jalali *, M. Abedi

    In tunnel drilling operations using tunnel boring machine (TBM), a relatively large concentrated load is applied by the device jacks to the prefabricated parts or segments of the tunnel cover. This load leads to significant tensile stresses in the segments. One of the most important parameters affecting the tensile stresses in the segments is the geometry of the loading plates of the trust jacks. In this study, with the aim of reduction of the values of tensile stresses in the segments, the innovative changes in the geometry of the loading plates of the propulsion jacks have been evaluated experimentally and numerically.

    Keywords: Loading pad plate, Segment, Thrust jack, Experimental modeling, Tunnel boring machine (TBM), Numerical modeling
  • محمدحسین ثقفی*

    هدف این مقاله ارزیابی رفتار قاب های بتن آرمه آسیب پذیر(فاقد جزییات لرزه ای)، بهسازی شده با روش تقویت برشی و خمشی اتصالات تیر-ستون با استفاده از ورق های FRP است. به این منظور در فاز اول تحقیق، با توجه به تمرکز عمده مطالعات پیشین بر اتصالات دو بعدی و عدم درنظرگرفتن شرایط واقعی شامل اثر دال و تیر عرضی در اتصالات، در راستای اعمال شرایط هندسی و محدودیت های اجرایی، دراین تحقیق رفتار اتصالات با اثر دال و تیر عرضی، از طریق مطالعه آزمایشگاهی استخراج شده است. به این منظور 2 نمونه آزمایشگاهی اتصال خارجی تیر-ستون بتنی با مقیاس 2/1 ساخته شده و تحت بارگذاری سیکلی با دامنه افزایشی واقع شده اند. نمونه ها شامل یک نمونه کنترلی بدون جزییات لرزه ای ویژه و یک نمونه دیگر شامل اتصال فاقدجزییات لرزه ای است که با ورق های FRP بهسازی شده است. در فاز دوم تحقیق، رفتار اتصالات، قاب های 5 و 10 طبقه کنترلی و بهسازی شده در نرم افزار OpenSees مدل سازی شده و رفتار چرخه ای، شکل پذیری و استهلاک انرژی تمامی قاب ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج رفتار اتصالات و قاب های بهسازی شده، نشان دهنده عدم افت مقاومت، رفتار پایدار چرخه ای، کاهش اثرات پینچینگ، بهبود سختی و ظرفیت شکل پذیری ناشی ازتغییر مود رفتاری از شکست برشی اتصالات به تشکیل مفاصل پلاستیک خمشی در تیرها، بوده است.

    کلید واژگان: منحنی چرخه ای آزمایشگاهی, اتصالات خارجی تیر-ستون, اثر تیرعرضی و دال, مدلسازی عددی, تحلیل غیر خطی افزاینده
    MOHAMMAD HOSSEIN SAGHAFI *

    The purpose of this paper is to evaluate the behavior of vulnerable joints of substandard RC frames, improved by Shear and flexural retrofit of beam-column joints using FRP sheets. For this purpose, the behavior of the retrofitted joints is compared with the control joints with and without special seismic details. Considering the main focus of previous studies on two-dimensional joints and not considering the real conditions including the effect of slab and transverse beam in the joints, in order to apply geometric conditions and constructional limitations, in this study the behavior of joints with slab and transverse beam effect has been extracted by experimental study. For this purpose, 2 experimental specimens of concrete exterior beam-column joint with a scale of 1/2 are made and subjected to a cyclic load. The specimens include one control specimen, without special seismic details, and the other retrofitted specimen include a joint without seismic detail, which has been improved with FRP sheets. Finally, the studied joints were modeled using OpenSees software and compared with the experimental results of the research. The results of the retrofitted joint behavior show no strength drop, stable cyclic behavior, reduced pinching effects, improved cyclic behavior due to change of the failure mode from shear failure of the joints to the formation of flexural plastic hinges in the beam. This performance can be attributed to the effectiveness of the proposed retrofit methods in promoting the behavior of vulnerable joints with real geometric conditions

    Keywords: Cyclic curve, beam-column external connections, transverse beam, slab effect, Numerical Modeling, incremental nonlinear analysis
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال