فهرست مطالب

مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل - سال پنجم شماره 4 (پیاپی 20، زمستان 1398)

مجله مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل
سال پنجم شماره 4 (پیاپی 20، زمستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/10/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • صادق قوامی جمال*، علیرضا سعیدی عزیزکندی، محمد حسن بازیار، حمید جهان بخش صفحات 1-12
    در بسیاری از موارد، تونل ها به عنوان زیرساخت های حیاتی در حمل و نقل شهری در مناطق لرزه خیز و در مجاورت گسل ها احداث می شوند. در هنگام وقوع زلزله، در اثر جابجایی تفاضلی طرفین گسل، سطح زمین دچار گسیختگی شده و می تواند به سازه های زیرسطحی در مجاورت گسل خسارات جدی وارد سازد. بررسی زلزله‏های گذشته مانند زلزله های ترکیه و تایوان در سال 1999 نشان می دهدکه با اجتناب از ساخت و ساز در پهنه ی گسل نمی توان به طور کامل سازه ها را از تهدیدات ناشی از گسلش در امان داشت. بنابراین، درک درست مکانیزم های موجود در فرایند انتشار گسلش و اندرکنش آن با سازه های زیر سطحی می تواند در طراحی منطقی و کاهش خطرات ناشی از گسلش راهگشا باشد. در این تحقیق، پس از صحت سنجی مدل‏سازی عددی المان محدود ABAQUSبا نتایج مدل فیزیکی، به مطالعه اندرکنش گسل نرمال با تونل های زیر زمینی پرداخته می شود. تاثیر پارامترهای مختلف مانند موقعیت تونل نسبت به مسیر گسلش در حالت آزاد، عمق تونل، صلبیت تونل و زاویه گسل بر اندرکنش گسل و تونل بررسی می گردد. نتایج نشان می دهد که قرارگیری تونل در ناحیه برشی در خاک موجب انحراف مسیر گسلش می شود و مشخص شد که عمق مدفون تونل و قطر آن از پارامترهای موثر در گسترش ناحیه برشی در گسلش نرمال در خاک و تغییر شکل سطحی زمین است. مقایسه نتایج عددی بیانگر این است که میزان تغییرمکان سطحی در حالت گسل با زاویه 45 درجه نسبت به حالت 60 درجه بیشتر است.
    کلیدواژگان: گسل نرمال، تونل های زیر زمینی، اندرکنش، مدلسازی عددی
  • محمدعلی زیاری، پوریا حاجی کریمی*، آفرین خیراتی کازرونی، فریدون مقدس نژاد صفحات 13-31
    یکی از روش های رایج جهت بهبود عملکرد قیر و متعاقب آن مخلوط های آسفالتی، استفاده از افزودنی های پلیمری و معدنی می باشد. پلی فسفریک اسید یکی از افزودنی های اصلاح کننده ویژگی های قیر است که کاربرد آن طی دو دهه اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. به منظور بررسی تاثیر این ماده بر رفتار شکست و گسترش ترک مخلوط های آسفالتی، نمونه های مخلوط آسفالتی با قیرهای اصلاح شده با سه درصد مختلف (5/0، 0/1 و 5/1 درصد) پلی فسفریک اسید تهیه و در پنج دما (10-، صفر، 10، 25 و 40 درجه سلسیوس) تحت آزمایش خمش دیسک نیم استوانه قرار گرفتند. مهمترین خروجی این آزمایش، نمودار نیرو تغییر مکان بود که به کمک آن بیشینه نیروی قابل تحمل، شکل پذیری، انرژی شکست و چقرمگی برای نمونه ها به دست آمد. در هنگام آزمایش، به صورت همزمان و به وسیله عکس برداری، میزان بازشدگی دهانه ترک اندازه گیری شد. در انتها، به منظور مقایسه مخلوط های آسفالتی، حاصل تقسیم انرژی شکست بر بازشدگی دهانه ترک بررسی شد. به این صورت که در دمای ثابت هرچه میزان این پارامتر بزرگ تر باشد، نشان دهنده عملکرد بهتر مخلوط آسفالتی در برابر بارگذاری می باشد: انرژی جذب شده بیشتر با بازشدگی دهانه کمتر. نتایج نشان داد که افزودن پلی فسفریک اسید در دمای کم برای بهبود رفتار شکست مخلوط آسفالتی سودمند نمی‎ باشد. اما با افزایش دما، تاثیر این افزودنی بر بهبود عملکرد مخلوط آسفالتی بهتر بود. میزان بهینه استفاده از افزودنی پلی فسفریک اسید در دماهای میانی و زیاد، 5/0 تا 0/1 درصد برآورد گردیده است.
    کلیدواژگان: پلی فسفریک اسید، انرژی شکست، بازشدگی دهانه ترک، آزمایش خمش دیسک نیم استوانه
  • مرتضی اسماعیلی، صادق کاویانی*، محسن تدین صفحات 31-56
    قریب به 600 کیلومتر از خطوط ریلی ایران در نواحی ماسه گیر کویری قرار گرفته است. از جمله مشکلات روسازی خطوط ریلی در این نواحی، خوردگی ریل، ادوات ریل نظیر پیچ اتصال و پابند و نیز ترک خوردگی و شکست زودهنگام تراورس های بتنی در این مناطق است. بررسی های انجام شده، نشان دهنده ی نفوذ یون کلراید حاضر در خاک کویری در حضور رطوبت به تراورس بتنی است که این موضوع منجر به زنگ زدگی تاندون و در نهایت شکست تراورس بتنی می گردد. با این وجود، تحقیقات چندانی در مورد شکست و خوردگی زودهنگام این تراورس ها انجام نگرفته و در عین حال مدلی برای پیش بینی این موضوع توسعه داده نشده است. در این تحقیق، انتشار یون کلراید در بتن تراورس مورد بررسی میدانی و آزمایشگاهی قرار گرفته و بر اساس آن مدلی برای پیش بینی آغاز خوردگی و انتشار یون کلراید ارایه شده است. برای این منظور، ضرایب انتشار و مقادیر کلراید سطحی و اولیه با نمونه برداری از تراورس های قطعه ی رودشور - شورگز واقع در کیلومتراژ 91 تا 119 در مسیر راه آهن بم - زاهدان به دست آمده است. ضریب انتشار در سنین اولیه نیز با ساخت نمونه های مکعبی به دست آمده و مدل پیش بینی بر اساس این پارامترها توسعه یافته است. در ادامه، به منظور بررسی تاثیر هر یک از عوامل بر زمان آغاز خوردگی، تحلیل حساسیت صورت گرفته و زمان آغاز خوردگی برای بتن تراورس در شرایط پیش گفته، 5/8 ماه به دست آمده و ضریب انتشار و مقدار پوشش بتن اثرگذارترین عوامل بر زمان آغاز خوردگی تشخیص داده شده اند.
    کلیدواژگان: راه آهن نواحی کویری، خوردگی، تراورس بتنی، انتشار یون کلراید، پیش بینی آغاز خوردگی
  • مهدی خبازمهرجردی، محمدمهدی خبیری*، حامد خانی سانیج صفحات 57-71
    یکی از معضلات زیست محیطی ناشی از استعمال دخانیات، از جمله سیگار، دفع ته سیگارها در محیط‏زیست است که آلودگی خاک و اثرهای منفی بر رشد گیاهان، جانداران و پرندگان را به دنبال دارد. از طرفی، امروزه، با توجه به افزایش هزینه‏های اقتصادی و عدم دسترسی به مصالح طبیعی، استفاده مجدد از مواد زاید موجود در طبیعت در ساخت راه‏ها گسترش یافته است. بنابراین، در این پژوهش، به ارزیابی استفاده از فیلتر سیگاربه عنوان افزودنی در آسفالت پرداخته شد. برای استفاده از فیلتر سیگار در آسفالت، به منظور جلوگیری از پخش آلودگی های موجود در فیلتر و همچنین جذب قیر توسط فیلتر، ابتدا با استفاده از قیر، سطح فیلتر ها به خوبی پوشانده شد. پس از آن، نمونه‏های آسفالتی با درصدهای مختلف فیلتر سیگار (10، 15 و 25 کیلوگرم بر متر مکعب) ساخته شد. به منظور بررسی عملکرد نمونه‏های آسفالتی، آزمایش های مقاومت مارشال و کشش غیرمستقیم انجام گرفت. همچنین، با استفاده از نرم‏افزار Design Expertدرصد قیر بهینه و درصد فیلتر بهینه به‏دست آمد. نتایج به‏دست آمده نشان داد که افزودن 15 کیلوگرم بر متر مکعب فیلتر سیگار سبب افزایش 28 درصدی مقاومت مارشال و همچنین، افزایش 7 درصدی شاخص مارشال می شود. همچنین، افزایش 25 کیلوگرم بر متر مکعب فیلتر سیگار به مخلوط آسفالتی گرم، کاهش 22 درصدی مقاومت کششی غیرمستقیم را به دنبال داشت. با توجه به نتایج به‏دست آمده از برنامه Design Expert، مقدار فیلتر بهینه، 15 کیلوگرم بر متر مکعب و مقدار قیر بهینه، 5% به دست آمد.
    کلیدواژگان: فیلتر سیگار، مخلوط اسفالتی گرم، مقاومت مارشال، کشش غیر مستقیم، روش سطح پاسخ
  • سیده مرضیه قیامی تکلیمی، امید رضایی فر*، مجید قلهکی صفحات 73-93
    افزایش جمعیت در جوامع بشری و استفاده بی رویه از منابع تجدیدناپذیر و همچنین افزایش سرعت ساخت و ساز، تولید زباله و گازهای گلخانه ای، آسیب های زیست محیطی جدی به وجود آورده اند. صنعت ساخت یکی از بزرگ ترین منابع آلاینده دنیا به شمار می آید. در همین راستا، به دلیل افزایش تقاضا برای تولید سیمان و همچنین تحقق بخشیدن به الگوهای توسعه پایدار و محیط زیست پایدار باید موادی را که دارای خواص سیمانی هستند و می توان از آن ها به جای همه و یا بخشی از سیمان استفاده کرد، معرفی کرده و مورد ارزیابی قرار داد. در این تحقیق، به بررسی برخی از مواد پوزولانی که دارای خواص سیمانی هستند، پرداخته شده است. تولید و استفاده از این مواد آسیبکمتری به محیط زیست وارد می شود و بر همین اساس، در گروه مواد طبیعی قرار می گیرند. مواد پوزولانی مورد بررسی عبارتند از: بنتونیت، کایولن و آهک. در این پژوهش، ترکیب این مواد با انواع ماسه مورد بررسی قرار گرفته است تا بتوان به نتایج قابل قبولی برای استفاده در صنعت ساخت و ساز دست یافت. نتایج به دست آمده از آزمایش مقاومت فشاری نشان می دهد که در صورت استفاده از بنتونیت و کایولن در مخلوط بتن، نسبت به نمونه مرجع مشابه، ماسه کمتری استفاده می شود؛ اما می توان مقاومت فشاری در حدود 17 مگاپاسکال را به‏دست آورد (مقاومت فشاری نمونه مرجع S7، برابر 13/17 مگاپاسکال می باشد).با توجه به نتایج به‏دست آمده، استفاده از ماسه شسته شده در نمونه هایی که سیمان کمتری دارند، به دلیل کمبود مواد چسبنده در مخلوط، مقاومت مناسبی کسب نکرده اند. استفاده همزمان از آهک به همراه بنتونیت و کایولن مقاومت مطلوب و حداقل سازه ای را ارایه نمی دهد. در صورت استفاده از آهک شکفته شده با میزان آب بهینه، به همراه سیمان، می توان نتایج بهتری به‏دست آورد.
    کلیدواژگان: توسعه پایدار، مواد پوزولانی، بنتونیت، کائولن، مقاومت فشاری
  • مریم شرافتی سوها، علی دهقان بنادکی*، مهدی خواری صفحات 95-110
    امروزه، استفاده از روش اختلاط عمیق برای بهبود روسازی جاده ها گسترش یافته است. یکی از مهمترین اهداف این روش، افزایش ضریب باربری کالیفرنیا و کاهش نشست روسازی می‏باشد. درسال‏هایاخیر،مدل‏سازیبه وسیلههوش محاسباتی،جایگاه ویژه ایدرمهندسی عمرانپیداکردهاستو تخمینرفتار و فرایند مقاوم سازی،کهباپیچیدگی هایفراوانیروبروبوده،تاحدودیبهکمکاینروش ها میسر شدهاست.هدف اصلی این تحقیق، ساخت یک مدل محاسباتی جهت تخمین ضریب باربری کالیفرنیا در خاک‏های مردابی می‏باشد. بدین منظور، ابتدا این نوع خاک با درصدهای مختلفی از سیمان و ماسه خوب دانه بندی شده و بر مبنای استانداردهای معتبر، مقاوم سازی شده و آزمایش هایی نظیر مقاومت فشاری تک محوره و باربری کالیفرنیا روی نمونه های مقاوم سازی شده انجام شد.پس از انجام تست های آزمایشگاهی، یک مجموعه از اطلاعات برای ساخت مدل هوش محاسباتی جمع آوری شد. در این تحقیق، از مدل پرسپترون چندلایه با معماری های مختلف شامل یک و دو لایه مخفی با تعداد نرون های متفاوت برای تخمین استفاده شد.برای این هدف، پارامترهای ورودی به مدل شامل مقاومت فشاری تک محوره، زمان عمل آوری و میزان ماسه در نظر گرفته شدند و آنالیز حساسیت با الگوریتم گارسون انجام شد.نتایج آزمایشگاهی نشان داد که افزایش میزان ماسه به عنوان یک پرکننده طبیعی، تاثیر قابل ملاحظه ای در افزایش باربری کالیفرنیا دارد. به عنوان مثال، در میزان سیمان ثابت 400 کیلوگرم بر متر مکعب،افزایش میزان ماسه به اندازه 200 کیلوگرم بر متر مکعب، ضریب باربری کالیفرنیا را از 31% به 59% افزایش داد. همچنین، نتایج مدل سازی به‏دست آمده نشان داد که بهترین مدل با متوسط مربعات خطای 41/0 و متوسط ضریب رگرسیون 99/0 بهترین عملکرد را در تخمین ضریب باربری کالیفرنیا داشت.
    کلیدواژگان: اختلاط عمیق خاک، مقاوم سازی، پرسپترون چندلایه
  • علیرضا غنی زاده*، مهرداد پاداش صفحات 111-132
    یکی از روش های متداول برای تعیین ظرفیت باربری روسازی، بهره گیری از نتایج آزمایش افت وخیزسنج ضربه ای (FWD) است. سیستم روسازی های مقطع معکوس در سال 1970 میلادی در آفریقای جنوبی توسعهیافته است. این روسازی به صورت یک ساختار ساندویچی اجرا می شود. به طوریکه یک لایه اساس سنگدانه ای بین دولایه با مدول برجهندگی بالا (لایه بتن آسفالتی و لایه اساس تثبیت شده با سیمان) قرار می گیرد. هدف از این تحقیق، توسعه روشی به منظور پیش بینی مدول برجهندگی لایه های روسازی بر پایه افت وخیزهای اندازه گیری شده با دستگاه افت وخیزسنج ضربه ای است. با توجه به اینکه مدل‏سازی غیرخطی مصالح اساس سنگدانه ای در روسازی های مقطع معکوس بسیار حایز اهمیت است، برای ایجاد پایگاه داده افت وخیز از تحلیل غیرخطی حدود 38000 مقطع روسازی معکوس توسط برنامه المان محدود غیرخطی MICH-PAVE استفاده شده است. سپس، با بهره گیری از روش ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم بهینه سازی برخورد اجسام، روشی به منظور انجام محاسبات معکوس روسازی های مقطع معکوس با فرض رفتار غیرخطی اساس سنگدانه ای توسعه داده شده است. نتایج نشان دهنده انطباق بسیار خوب افت وخیزهای حاصل از برنامه MICH-PAVE با نتایج حاصل از برنامه KENLAYER و داده های میدانی است. همچنین، شبکه عصبی مصنوعی با دقت بسیار زیاد (ضریب رگرسیون بیش از 99/99 درصد) امکان پیش بینی کاسه نشست سطح روسازی های مقطع معکوس با توجه به اطلاعات مدول برجهندگی و ضخامت لایه ها را فراهم می سازد. به علاوه، مدل ترکیبی شبکه عصبی و الگوریتم برخورد اجسام در مقایسه با مدل ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک دقت و سرعت بالاتری برای پیش بینی مدول های برجهندگی لایه های روسازی مقطع معکوس دارد.
    کلیدواژگان: ظرفیت باربری، مدل سازی غیرخطی، روسازی مقطع معکوس، افت و خیزسنج ضربه ای، مدول برجهندگی
|
  • Sadegh Ghavami *, Alireza Saeedi Azizkandi, Mohammad Hasan Baziar, Hamid Jahanbakhsh Pages 1-12
    In many cases, tunnels that are considered critical underground infrastructure for urban transportation are built in high seismicity areas and active fault zones. Fault displacements during earthquakes may interact with sub-surface structures leading destructions. Recent earthquakes, such as the 1999 earthquakes in Turkey and Taiwan, revealed that by avoiding construction in the fault zone, the structures are not completely safe for fault threats. Therefore, it is necessary to evaluate the interaction mechanism between structures and fault rupture for effective design to reduce the hazards associated with surface faulting. Verified finite element modeling is used in this study to investigate normal fault-tunnel interaction. The effect of different parameters such as horizontal tunnel distance relative to rupture path in free field condition, tunnel depth, tunnel rigidity, and fault angle on fault–tunnel interaction are studied. The results indicated that the tunneling in the path of fault rupture causes a diversion of rupture path. The burial depth of the tunnel and its diameter are effective parameters in the propagation of the shear zone in the sand layer and surface deformations. With increasing the tunnel depth, the rupture path inclines more, and the shear zone is extended over a wider area. Comparison of numerical results demonstrated that surface displacement in normal fault of dip angle 45° is higher than 60°.
    Keywords: Normal fault, Underground Tunnels, Interaction, Numerical modeling
  • Mohammad Ali Ziari, Pouria Hajikarimi *, Afarin Kheirati Kazerooni, Fereidoon Moghadas Nejad Pages 13-31
    One of the most common methods to enhance performance of asphalt binder and mixtures is using polymeric and mineral additives. The polyphosphoric acid (PPA) is one of additives used to modify asphalt binder's characteristics during last two decades. In this research, to investigate the effect of this additive on fracture and crack propagation characteristics of asphalt mixtures, asphalt mixture specimens were fabricated by implementing with asphalt binder modified with three different dosages of PPA: 0.5, 1 and 1.5% by weight of asphalt binder. The semi-circular bending (SCB) test was performed on these specimens at five different test temperatures including -10, 0, 10, 25 and 40 degree of centigrade. The major output of this test was force-displacement curve. The Maximum force, fragility, fracture energy and toughness were determined for all specimens based on force-displacement curve. Also, notch mouth opening displacement was measured by using pictures captured during the SCB test. To compare asphalt mixture behavior, an index was presented in this research as fracture energy divided by noth mouth opening displacement. At a constant temperature, the greater index shows better performance of asphalt mixture. The results have shown that adding PPA at low temperatures is not useful but at moderate temperatures it can increase fracture properties of asphalt mixture. The optimum content of PPA at the moderate temperatures is determined between 0.5 to 1%.
    Keywords: Polyphosphoric Acid, Fracture Energy, Crack Opening Displacement, Semi-Circular Bending (SCB) Test
  • Morteza Esmaeili, Sadegh Kaviani *, Mohsen Tadayon Pages 31-56
    Nearby 600 kilometers of Iran Railway is located in sandy desert areas. The most critical problems of railway superstructure in these areas are corrosion of rail, fastening system components such as bolts and clips, as well as early cracking and breakage of concrete sleepers. Studies have shown the ingress of chloride ions, from desert soil into the concrete sleeper in the presence of moisture, which leads to corrosion of pre-stressed steel tendons and eventually to concrete sleeper failure. Nevertheless, there has not been much research into the failure and early cracking of such concrete sleepers, and no model for predicting corrosion of steel has been proposed. In this study, the chloride diffusion in concrete sleepers has been investigated in field and laboratory, and a model has been proposed for predicting corrosion initiation and chloride diffusion. For this purpose, the diffusion coefficients and the initial and surface chloride contents were obtained by sampling from concrete sleepers of Roodshour - Shuregaz block in Bam - Zahedan line. The diffusion coefficient at early ages was obtained by making cubic samples, and then a model was developed based on these parameters. Sensitivity analysis was also performed to investigate the influence of effective factors on the initiation time of the corrosion. From this model, the corrosion initiation time for concrete sleepers is calculated to be 8.5 months. In the sensitivity analysis, the chloride ion diffusion coefficient and concrete cover were the most influential factors on the corrosion initiation time.
    Keywords: Railway in Desert Areas, Corrosion, Concrete Sleeper, Chloride Diffusion, Corrosion Initiation Prediction
  • Mehdi Khabaz Mehrjardi, Mohammad Mehdi Khabiri *, Hamed Khani Sanij Pages 57-71
    One of the environmental problems caused by smoking, including cigarette filter, is the elimination the cigarette filter from the environment that cause soil pollution, and adverse effects on the growth of plants, animals and birds. On the other hand, due to the increasing economic costs and inaccessibility of natural materials, the reuse of nature's wastes in the construction of roads has expanded. Therefore, this study evaluated the use of cigarette filter as an additive in asphalt. Asphalt containing cigarette filter was used to prevent pollution of the filter as well as the bitumen absorption by the filter was first coated with bitumen on the surface of the filter, followed by asphalt samples with different percentages of cigarette filter. (10, 15 and 25 kg / m3) were made.In order to evaluate the performance of asphalt samples, Marshall Stability and indirect tensile tests were performed, and also. Optimum bitumen percentage and optimum filter percentage were obtained using Design Expert software.The results showed that adding 15 kg / m3 of cigarette filter increased marshal stability by 28% and marshal Quotient by 7%. The increase of 25 kg / m3 of cigarette filter to hot asphalt mixture resulted in a 22% decrease in indirect tensile strength. According to the results of the Design Expert software, the optimum filter amount was 15 kg / m3 and the optimum bitumen percentage was 5%.
    Keywords: Cigarette Filter, Hot Asphalt Mix, Marshal stability, Indirect Tensile, Response Surface Analysis
  • Seyedeh Marzieh Qiyami Taklimi, Omid Rezaifar *, Majid Gholhaki Pages 73-93
    Population growth, extensive use of non-renewable resources, increased production of wastes and greenhouse gases has caused serious damages to the environment. This population growth has also increased the construction rate, such that the construction industry is one of the major sources of environmental pollution in the world. To respond to the growing demand for cement production and achieve the objectives of sustainable development and environment, materials with cement-like properties that can completely or partially substitute cement should be introduced and examined. This study investigated some pozzolanic materials with cement-like properties. Since the production and use of these materials do less adversely affect the environment, they are regarded as natural materials. The pozzolanic materials under consideration in this study were bentonite, kaolin, and lime. This study investigated the combination of these materials with different types of clay to achieve acceptable results applicable in the construction industry. The results from compressive strength tests showed that the use of bentonite and kaolin in the concrete mixture reduced the required amount of sand as compared to the similar reference specimen. This mixture has a compressive strength of approximately 17 MPa versus 17.13 MPa for the reference specimen (S7). Based on the results, employing washed sand in specimens with a lower amount of cement did not result in an appropriate strength due to the lack of adequate adhesive materials in the mixture. Simultaneous use of lime and bentonite And kaolin fails to produce the minimum desirable structural strength. The use of CaO with an optimal amount of water and cement can produce better results.
    Keywords: Sustainable development, Pozzolanic Materials, bentonite, kaolin, Compressive Strength
  • Maryam Sherafati Soha, Ali Dehghanbanadaki *, Mahdy Khari Pages 95-110
    Nowadays, the use of deep soil mixing method has expanded to improve road pavement. One of the most important goals of this approach is to increase the California Bearing Factor and reduce the pavement settlement. In recent years, modeling by computational intelligence has found a special place in civil engineering, and partly due to the use of these methods, the behavior and process of stabilization, which has been encountered with many problems, is possible. The main objective of this research is to develop a computational model for estimating the California Bearing Factor for peat soils. For this purpose, firstly, this soil was mixed with various percentages of cement and well-graded sand based on validated standards, and experimental tests such as single-axial compressive strength and California bearing were performed on the stabilized specimens. After laboratory testing, a set of information was compiled to construct the computing intelligence model. In this research, the multi-layer (MLP) with different architectures including one and two hidden layers with different number of neurons were used for estimation. For this purpose, input parameters of uniaxial compressive strength, curing time and the amount of sand were considered and the sensitivity analysis was carried out using the Garson algorithm. The experimental results of this study showed that by increasing the amount of sand as a natural filler a significant effect on California's bearing ratio was observed. For example, in a constant amount of cement of 400 kg/m3, adding 200 kg/m3 sand, increased the CBR from 31% to 59%. Also, the results showed that the best model with an average mean square error of 0.41 and an average regression coefficient of 0.99 showed the best performance in estimation of the California Bearing Factor.
    Keywords: Deep soil mixing, Multi-layer perceptron, California bearing ratio
  • Ali Reza Ghanizadeh *, Mehrdad Padash Pages 111-132
    Falling Weight Deflectometer (FWD) is one of the common methods for determining the bearing capacity of pavement. The inverted pavement system developed in 1970 in South Africa. This type of pavement is constructed as a sandwich structure, so that a crashed stone base layer is placed between two layers with high stiffness (asphalt concrete layer and cement treated base layer). The main purpose of this research is developing a method for predicting the moduli of the inverted pavements based on the measured deflection bowl using the FWD. Since, the nonlinear modeling of aggregate base is very important in case of inverted pavements, to stablish a dataset, about 38,000 inverted pavement sections have been analyzed by the non-linear finite element program, MICHPAVE. Then, using a hybrid artificial neural network and the colliding body optimization algorithms (ANN-CBO) method, a procedure was developed for backcalculation of inverted pavements assuming nonlinear behavior of aggregate base. The results of this study indicate that the results of MICHPAVE program are very close to the results of the KENLAYER program as well as field data. This study also showed that the artificial neural network is able to predicted the surface deflection bowl of the inverted pavements accurately (R2> 99.99%). In addition, it was found that the hybrid ANN-CBO has superior accuracy and speed in comparison with the hybrid ANN-GA for nonlinear backcalculation of inverted pavements.
    Keywords: Nonlinear Backcalculations, Inverted Pavement, Artificial Neural Networks, Colliding Body Algorithm, Genetic algorithm