فهرست مطالب
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
سال چهل و نهم شماره 4 (پیاپی 97، زمستان 1398)
- تاریخ انتشار: 1398/12/01
- تعداد عناوین: 11
-
-
صفحات 1-14خاکستر بادی پسماند سوزاندن زغال سنگ در نیروگاه های برقی حرارتی است. تولید زیاد این پسماند معضلات زیست محیطی برای دفن ایمن آن را به همراه داشته است. خاکستر بادی به دلیل داشتن مقادیر زیادی سیلیسیوم و آلومینیوم دارای خواص پوزولانی است که استفاده از آن را در مباحث بتن، تثبیت خاک ها و تثبیت و جامدسازی آلاینده ها امکان پذیر می کند. با وجود انجام تحقیقات متعدد، همچنان نوع عملکرد فیزیکی و یا شیمیایی خاکستر بادی در ترکیب با خاک های رسی بخوبی مشخص نمی باشد. بر این اساس هدف این تحقیق بررسی نوع عملکرد خاکستر بادی کلاس F در رس متورم شونده بنتونیت است. خصوصیات مکانیکی ترکیبات بنتونیت و خاکستر بادی تا 30% وزنی بنتونیت، با استفاده از آزمایش های حدود اتربرگ، تراکم، و آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده ارزیابی شده است. همچنین از مطالعات ریزساختاری هیدرومتری، XRD و مقادیر کاتیون های استخراج شده خاکستر بادی تحت شرایط محیطی اسیدی تا بازی، برای بررسی رفتار شیمیایی خاکستر بادی استفاده شده است. نتایج نشان داده است که مقادیر انحلال کاتیون های Si و Al خاکستر بادی تابع pH است و در pH حدود 9 با استفاده از آزمایش استخراج به ترتیب 4/0 و cmol/kg-soil 01/0 به دست آمده است. به دلیل غلظت کم انحلال این کاتیون ها امکان شکل گیری واکنش پوزولانی وجود ندارد. همچنین مقاومت فشاری محدود نشده نمونه بنتونیت-30% خاکستر بادی با افزایش زمان مراقبت از 7 تا 90 روز با اندکی افزایش به ترتیب از 444 به kPa 515 رسیده است. نتایج بررسی XRD نمونه ها نشان می دهد که با افزایش زمان مراقبت نمونه بنتونیت -30% خاکستر بادی، هیچ گونه محصولات پوزولانی تشکیل نشده است.کلیدواژگان: خاکستر بادی، بنتونیت، UCS، pH، اشعه ایکس
-
صفحات 15-20تصفیه پساب کشتار گاه های دام به دلیل برخورداری از بار آلی بسیار زیاد همواره پیچیده و پرهزینه است. پساب کشتارگاه صنعتی جونقان که به عنوان نمونه مورد ارزیابی قرار گرفته است نیز از این قاعده مستثنی نیست. در این مطالعه پس از ساخت پایلوت مورد نیاز، اثرات مدت زمان هوادهی و پیش تخمیر در تصفیه پساب کشتارگاه بررسی شد. نتایج نشان داد که پیش تخمیر (انبارش بی هوازی)، به طور قابل توجهی در تصفیه پساب نهایی تاثیرگذار است به نحوی که پس از حدود 7 روز انبارش بی هوازی، میانگین حذف COD، حدودا 54% به دست آمد که پس از آن و در واحد هوادهی که در مدت زمان های مختلف هوادهی گردید، میانگین حذف COD در بهترین شرایط 98% به دست آمد. همچنین میزان حذف آمونیوم (NH4) و فسفات (PO4) بعد از هوادهی به مدت زمان 7 ساعت که بهترین شرایط را دارا بود، به ترتیب 96 و 5/98 درصد به دست آمد.کلیدواژگان: تصفیه پساب، پیش تخمیر، مدت زمان هوادهی، پساب با بار آلودگی بالا
-
صفحات 21-32
تعیین فشار بهینه جبهه کار از مهم ترین مسایل قابل توجه در حفاری تونل با دستگاه TBM-EPB است. این پارامتر با نشست های سطحی ناشی از تونل سازی در ارتباط است. در این نوشتار فشار جبهه کار تونل متروی خط 2 تبریز در بخش غربی مسیر با استفاده از روش تجربی COB و روش های تحلیلی Atkinson، Leca، Krause و Jancsecz و مدل سازی عددی سه بعدی در نرم افزار المان محدود Abaqus محاسبه گردیده است. پس از آن، مقادیر فشار جبهه کار محاسیه شده با روش های تجربی، تحلیلی و عددی با مقادیر فشار جبهه کار اعمال شده در طول عملیات حفاری مقایسه شده است. خط 2 متروی تبریز در محدوده مذکور در خاک عمدتا درشت دانه با چسبندگی پایین و در زیر سطح ایستابی حفاری شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد در بین روش های تعیین فشار جبهه کار، روش تجربی COB و روش تحلیلی Krause تطابق بیشتری با آنچه که در واقعیت روی داده است، داشته اند. روش COB با اختلاف جزیی در جهت اطمینان عمل کرده است. روش های Atkinson و Jancsecz با اختلاف محسوسی مقادیر بیشتری نسبت به سایر روش ها و واقعیت محاسبه نموده اند و روش Leca در حالت کلی نتایجی بر خلاف اطمینان ارایه داده است. مدل سازی های سه بعدی عددی با اعمال فشار واقعی جبهه کار و تزریق، نشست ها را به خوبی تخمین زده و می توان گفت در ادامه مسیر با مدل سازی در Abaqus و اعمال فشارهای محاسبه شده به روش COB می توان پیش بینی بسیار نزدیکی از آنچه که در واقعیت روی خواهد داد، انجام داد.
کلیدواژگان: TBM-EPB، فشار جبهه کار، روش های تحلیلی، روش COB، مدل سازی عددی، نشست های سطحی -
صفحات 33-45بررسی عملکرد سازه ها تحت بارهای لرزه ای نیازمند تحلیل های پرحجم دینامیکی و تاریخچه زمانی است. در روش های طرح بهینه که نیازمند تحلیل های مکرر در طی فرآیند سعی و خطا می باشند، حجم محاسبات مورد نیاز در هر ارزیابی تابع هدف در کارایی الگوریتم های بهینه سازی بسیار تاثیرگذار است. این موضوع باعث شده است تا محققین کماکان در پی یافتن شیوه های جدیدی برای بررسی عملکرد سازه تحت زلزله با شدت های مختلف باشند. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از روش زمان دوام، دریافتی درست از رفتار سازه در سطوح عملکردی پیوسته به دست آورده و از آن برای تعیین مقاطع بهینه در قاب های خمشی فولادی استفاده شود. در روش زمان دوام، سازه تحت توابع شتاب فزاینده ای که مدت زمان های مختلف اعمال آن نمایان گر شدت های مختلف زلزله است، قرار می گیرد. استفاده از روش زمان دوام و در نتیجه کاهش حجم آنالیزهای انجام شده در هر گام امکان بهره گیری از الگوریتم های مختلف بهینه سازی در تعیین پارامترهای طراحی را فراهم می کند. بدین منظور، مقاطع بهینه برای یک مدل قاب خمشی فولادی با رفتار غیرارتجاعی با به کارگیری تیوری تغییر شکل های یکنواخت تعیین شده است. در این روش برای رسیدن به توزیع بهینه مقاطع المان های سازه ای، مصالح تدریجا از بخش های قوی تر سازه به بخش های ضعیف تر آن منتقل می شود. در نهایت در سازه به دست آمده، تغییر شکل ها در تمام اعضا به مقدار مجاز خود رسیده و از حداکثر ظرفیت سازه استفاده می شود و می توان به سازه سبک تری دست یافت. در این تحقیق آیین نامه ASCE41-06 به عنوان معیار طراحی عملکردی در نظر گرفته شده است.کلیدواژگان: طراحی بهینه عملکردی، زمان دوام، بهینه سازی، تئوری تغییرشکل های یکنواخت
-
صفحات 47-58
یکی از بحث های مورد توجه بهره برداران شبکه های آبیاری و زهکشی، عملکرد و حساسیت سازه های تحویل آب هنگام مواجه شدن با مواد حمل شده توسط آب مانند رسوب و مواد شناور است. در این تحقیق اثر ضریب قدکشیدگی تنه و سرشاخه های چوبی حاصل از خزان نواحی جنگلی بر میزان پارامتر انسداد دهانه آبگیر قایم با ورودی تاج دندانه ای به صورت آزمایشگاهی مطالعه شده است. برای این منظور با انتخاب چوب هایی با ضریب قدکشیدگی 15، 20 و 25 شرایط مناسب جهت شبیه سازی میزان انسدادهای متفاوت در دهانه ورودی سرریز ایجاد گردید. جهت بررسی اثر هندسه دهانه ورودی سرریز بر میزان انسداد، سناریوهای مختلفی با تغییر در میزان شیب کلید سرریزهای تاج دندانه ای Z شامل شیب 5/1:0، 1:1 و 5/1:1 (قایم : افق) و طول تاج با تعداد سیکل n معادل 2، 4 ، 6 و 8 و همچنین با قطر داخلی D تدوین گردید. نتایج نشان داد که صرف نظر، از شکل دهانه ورودی آبگیر قایم، افزایش ضریب قدکشیدگی منجر به کاهش میزان پارامتر انسداد خواهد شد. به بیان دیگر با تغییر ضریب قدکشیدگی از 15 به 20 و از 15 به 25 به ترتیب به طور متوسط موجب کاهش 5/11 و 3/22 درصدی پارامتر انسداد خواهد شد. مقایسه نتایج با سرریز نیلوفری نشان داد که، سرریز تاج دندانه ای، دارای قدرت تله اندازی بیشتری می باشد و این خصوصیت جنبه کاربردی این دسته از سرریزها را اولویت می بخشد.
کلیدواژگان: اجسام شناور، انسداد، سرریز تاج دندانه ای، آزمایش انفرادی -
صفحات 59-68در این مقاله، موضوع تاخیر برشی در ارتفاع سازه ها و همچنین توزیع نیرو برشی طبقه بین اجزای سازه ای موجود در هرکدام از طبقات مختلف ساختمان بلند بتن مسلح دارای سیستمهای سازه ای متنوع تحت اثر نیروی جانبی باد مورد بررسی قرار میگیرد. سیستم سازه لوله قابی، سازه لوله در لوله، سازه لوله دسته بندی شده، سازه لوله با هسته بتن مسلح، سازه لوله با هسته با مهار بازویی و سازه لوله مهاربندی شده مورد تحقیق قرار میگیرد. پاسخ مدلهای عددی نشان میدهد که کمترین نسبت تاخیر برشی مربوط به سیستم لوله دسته بندی شده و سیستم لوله با هسته با مهار بازویی است که به ترتیب حدود 8/1 و 2 است و بیشترین آن متعلق به سیستم لوله قابی و لوله در لوله با اعداد تاخیر برشی حدود 4 و 8/3 است. در برخی طبقات در ترازهای بالاتر، اجزای سازه ای داخلی نیروی برش اضافه ای بر سازه لوله پیرامونی تحمیل میکنند. این موضوع به نوعی اندر کنش لوله پیرامونی را با اجزا یا لوله داخلی نشان میدهد، به گونه ای که در نزدیک بام سازه این برش اضافی وارد شده بر لوله پیرامونی، چندین برابر بیشتر از برش خارجی وارد بر طبقه است. به نظر می رسد که قطع یا تضعیف لوله داخلی در حدود ترازهای H8/0 منطقی باشد.کلیدواژگان: سازه بلند، بتن مسلح، سیستم سازه ای، تاخیر برشی
-
صفحات 69-82در این تحقیق، عملکرد ردیفی از شمع های شناور، برای پایدارسازی لرزه ای شیب های ماسه ای خشک، تحت بارگذاری دینامیکی در جهات مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته است. استفاده از ردیف شمع، یکی از متداول ترین روش های پایدارسازی شیب های خاکی است و شناخت رفتار لرزه ای این مساله، تحت اثر بارگذاری های لرزه ای واقعی چندمحوری، ضرورتی ویژه دارد. در این مقاله، مطالعه رفتار لرزه ای ردیف شمع های شناور مسلح کننده شیب، به کمک اجرای هم زمان مدل سازی های عددی تفاضل محدود سه بعدی و مدل سازی های فیزیکی صورت گرفته است. از مدل سازی های پارامتری عددی، برای بررسی اثر جهات اعمال زلزله های حوزه نزدیک و دور، بر پاسخ های لرزه ای مدل های ردیف شمع- شیب استفاده شده است. بارگذاری زلزله در مدل های عددی بزرگ- مقیاس، به صورت اعمال حرکات لرزه ای در جهات داخل و خارج از صفحه مدل سازی، در راستاهای طولی، عرضی، قایم و ترکیب این حالات، بوده است. همچنین مدل سازی فیزیکی مساله، به منظور صحت سنجی نتایج عددی، با اعمال بارگذاری های هارمونیک سینوسی، در راستاهای طولی و عرضی مدل کوچک- مقیاس، به کمک میز لرزه اجرا شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که تحت اثر بارگذاری های لرزه ای در جهات دو و سه محوری، نصب ردیف شمع های شناور، می تواند تا حدود 50% مقادیر تغییر شکل های جانبی شیب های مسلح نشده را کاهش دهد.کلیدواژگان: شمع، شیب ماسه ای خشک، بارگذاری لرزه ای، مدل عددی، مدل فیزیکی
-
صفحات 83-91
یکی از روش های بهسازی خاک های ماسه ای کم مقاومت افزودن سیمان به آن می باشد. جهت بهبود خصوصیات خاک های موجود در محل پروژه، بحث اصلاح خاک مطرح می شود که می توان از روش های تثبیت با مواد افزودنی و یا تسلیح خاک با الیاف طبیعی و یا مصنوعی و یا ژیوسنتتیک ها استفاده نمود. در چند دهه گذشته پژوهش هایی روی تاثیر تسلیح و تثبیت در شرایط زهکشی شده بر روی ماسه انجام گرفته است، ولی فقدان و کمبود پژوهش در شرایط زهکشی نشده وجود دارد. در این پژوهش به بررسی تاثیر الیاف پلی وینیل الکل و سیمان بر روی رفتار برشی ماسه پرداخته شده است که با استفاده از دستگاه سه محوری آزمایش در شرایط تحکیم یافته زهکشی نشده صورت گرفته است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که وجود رشته ها با توزیع تصادفی تاثیر قابل ملاحظه ای بر رفتار ماسه تثبیت شده با سیمان دارد، با افزایش درصد رشته تمایل به رفتار انقباضی افزایش و مکش نهایی کاهش می یابد و حالت انتقال فاز در تنجش های بالاتری اتفاق می افتد و همچنین باعث افزایش تنجش گسیختگی، مقاومت بیشینه، پتانسیل جذب انرژی و کاهش افت مقاومت پسماند و سختی می شود. با افزایش در فشار دورگیر ضریب شکنندگی کاهش و تنجش گسیختگی، مقاومت بیشینه، مقاومت پسماند و سختی نمونه های سیمانی افزایش می یابد.
کلیدواژگان: ماسه بابلسر، تثبیت، تسلیح، فشار منفذی، آزمایش سه محوری -
صفحات 93-104
سرریزهای نیلوفری یکی از انواع سرریزهای مورد استفاده در سدها است. زمانی که فضای کافی برای ساخت انواع دیگر سرریزها وجود ندارد، این نوع سرریز حایز اهمیت خواهد بود. مشکل اصلی این سرریزها، گرداب های مارپیچی قوی در ورودی آنهاست که باعث کاهش بازده تخلیه سیلاب در مخزن خواهند شد. یکی از راهکارها جهت کاهش گرداب، افزایش راندمان تخلیه و در نتیجه افزایش ضریب دبی سرریز نیلوفری، استفاده از گرداب شکن ها می باشد. در این تحقیق با ساخت مدل فیزیکی سرریز نیلوفری، تاثیر ابعاد و تعداد گرداب شکن های هرمی بر ضریب دبی سرریز با انجام 165 آزمایش در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از نتایج به دست آمده و بهره گیری از رگرسیون غیر خطی، معادلاتی جهت تعیین ضریب دبی جریان برای سرریز نیلوفری با گرداب شکن های هرمی به دست آمد. با مقایسه آماری نتایج روابط به دست آمده با داده های آزمایشگاهی، ضریب تبیین برای گرداب شکن هرمی مثلثی در بخش کنترل تاج و روزنه به ترتیب برابر 0/917 و 0/99 حاصل شد. همچنین به منظور بررسی تاثیر هر یک از عوامل تاثیرگذار بر ضریب دبی جریان، آنالیز حساسیت نیز انجام گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که گرداب شکن هرمی مثلثی با آرایش شش تایی در بخش کنترل تاج و روزنه به ترتیب با میانگین عملکرد 50/97 درصد و 11/80 درصد سبب افزایش ضریب دبی نسبت به سرریز شاهد می شوند.
کلیدواژگان: سرریز نیلوفری، گرداب، ضریب دبی، هرمی، گرداب شکن -
صفحات 105-115
نشست تحکیمی یکی از نگرانی های ژیوتکنیکی پروژه ها در مناطق با لایه های رسی می باشد. روش های متداول مطالعه این موضوع نیاز به صرف زمان قابل توجه دارد. برای ارزیابی نشست تحکیم عمدتا از تیوری های Terzaghi (1923) و Janbu (1963) استفاده می شود. امروزه یکی از موضوعات مورد علاقه محققان به منظور ارزیابی این نشست، بررسی روابط تجربی و روش شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از خصوصیات فیزیکی و خمیری و اخیرا سرعت موج برشی می باشد. بدین ترتیب با تعیین سرعت موج برشی، ضرایب نشست از جمله عدد مدول نشست جانبو به کمک این روش ها برآورد شده و ارزیابی پتانسیل نشست پذیری یک منطقه با صرف زمان و هزینه کمتر عملی خواهد بود. شهر تبریز واقع در شمال غربی ایران، دارای انواع خاک های ریزدانه رسی، سیلتی و انواع مارن (زرد، سبز و خاکستری) با پتانسیل نشست پذیری مختلف تحکیم می باشد. در این تحقیق با حفاری سه گمانه ماشینی به عمق تا 8 متر، آزمایشات کامل فیزیکی، خمیری و تحکیم بر روی 20 نمونه خاک دست نخورده انجام گردید. از آزمایش صحرایی درون چاهی نیز برای تعیین سرعت موج برشی در گمانه ها استفاده شد. تا حد امکان از نتایج مطالعات ژیوتکنیکی موجود در محدوده تحقیق نیز استفاده شده و در مجموع بانک اطلاعاتی با 37 سری از خصوصیات نشست و سرعت موج برشی تهیه گردید. پس از تفسیر آماری و تعیین ضریب همبستگی بین داده های تحقیق و عدد مدول جانبو، روابط تجربی موجود با داده های تحقیق صحت سنجی گردید. با استفاده از رگرسیون خطی و غیر خطی، روابط تجربی بین عدد مدول جانبو و سرعت موج برشی مطالعه شده و بر اساس کلیه داده های موجودشامل 229 سری داده صحت سنجی و مقایسه انجام گردید. روابط پیشنهادی، مخصوصا رابطه نمایی با ضرایب آماری (786/0R2=،2257/0RMSE=،999/0 (CR=نسبت به روابط موجود کارایی بهتری نتیجه می دهند. همچنین به منظور برآورد عدد مدول جانبو، شبکه عصبی مصنوعی با 8 متغیر ورودی شامل خصوصیات فیزیکی و خمیری به همراه سرعت موج برشی مطالعه و نتایج با روابط تجربی نیز مقایسه گردید. شبکه عصبی با دو لایه پنهان و 15 نرون مخفی در هر لایه بهترین کارایی را نتیجه می دهد.
کلیدواژگان: عدد مدول جانبو، سرعت موج برشی، خاک های رسی، مارن تبریز، روابط تجربی، شبکه عصبی مصنوعی -
صفحات 117-129در این تحقیق، تحلیل ترموالاستیک پوسته های مخروطی شکل دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی با در نظر گرفتن انتقال حرارت همرفت، بر اساس تیوری الاستیسیته مورد بررسی قرار گرفته است. خواص مادی پوسته به صورت وابسته به دما و تابع قانون توزیع توانی در نظر گرفته شده است. معادلات تعادل با استفاده از اصل کار مجازی به دست آمده و با روش تفاضلات مربعی حل شده اند. بدین منظور از استراتژی انتقال جهت تبدیل دامنه فیزیکی مقطع پوسته به دامنه محاسباتی روش تفاضلات مربعی استفاده گردید. دقت روش با مقایسه نتایج برای پوسته استوانه ای و دیسک دوار نشان داده شد. اثر افزایش دما، ضریب انتقال حرارت همرفت، زاویه راس پوسته، سرعت زاویه ای، وابستگی خواص مادی به دما و پارامتر توزیع توانی، بر پاسخ پوسته بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش دما و ضریب انتقال حرارت، مولفه های پاسخ به شدت افزایش یافته و مقدار بیشینه تنش ها در جداره داخلی مخزن می باشد. مشخص گردید که جهت حصول به نتایج واقع بینانه، در نظر گرفتن وابستگی خواص مادی به دما بسیار حایز اهمیت می باشد. در حالتی که وابستگی به دما درنظر گرفته نشود، تنش ها بیشتر از مقدار واقعی محاسبه شده و موجب طرح غیر بهینه خواهد گردید. با افزایش زاویه راس پوسته، جابه جایی و تنش های نرمال افزایش یافته، ولی تنش برشی تا مقدار بیشینه افزایش یافته و سپس کاهش می یابد. همچنین، افزایش پارامتر توزیع توانی منجر به کاهش سختی موثر و افزایش مولفه های پاسخ پوسته می گردد. نشان داده شد که با افزایش سرعت زاویه ای، جابه جایی افقی کاهش یافته ولی تنش ها افزایش می یابند.کلیدواژگان: تحلیل ترموالاستیک، پوسته مخروطی دوار، مواد مدرج تابعی، انتقال حرارت همرفت، روش تفاضلات مربعی
-
Pages 1-14Fly ash is a coal combustion product that is composed of the particulates (fine particles of burned fuel) (Dayioglu et al., 2017). In many countries fly ash is placed in landfills. Due to the vast production of this type of waste, the safe disposal of fly ash is one of the major concerns. One of the best methods to reduce the side effects of fly ash production is to re-use it in civil engineering projects (Horpibulsuk, et al., 2009). Due to the presence of Al and Si in fly ash, it shows pozzolanic properties (Phanikumar and Shankar, 2017). Therefore, in the recent years fly ash has been used in many soil stabilization or cement production projects. In spite of many researches which have focused on application of fly ash in soil stabilization, there are very limited attentions on the type of mechanism of soil- fly ash interaction (i.e. chemical or physical type). Therefore, the main objective of this paper is to investigate the interaction process of fly ash and clayey coils with high plasticity index from micro structural point of view. In other words, this paper aims to investigate on the dominant type of soil-fly ash interaction and to examine that in what extent this interaction is physical or chemical process. To achieve the above mentioned objectives series of Atterberg limits test, unconfined compression experiments, XRD testing, and digestion test were performed to address the above mentioned objectives.Keywords: Fly Ash, Bentonite, pH, USC, XRD
-
Pages 15-20Slaughterhouse waste contains many organic matters, suspended solid particles (SS), oil and lipid, nitrogen and phosphate and biological infiltration of these pastes for removing much organic matters has special efficiency because of high concentration of organic load and nitrogen (Merzouki et al., 2005). The aim of the present study is to examine the effect of pre-fermentation and duration of aeration on removing the pollutant from waste containing COD, ammonium and phosphate.Keywords: slaughterhouse wastewater, wastewater treatment, pre frementation, high organic load
-
Pages 21-32
In the present paper, results of empirical, analytical and numerical methods for determination of face support pressure in mechanized tunneling and measurements of tunneling induced surface settlements and applied face support and grout injection pressures during the construction of Tabriz underground railway line 2 (TUR2) are presented. Face pressure plays an important role in the evolution of tunneling induced-ground movements. Determination of optimum face stability pressure is a major challenge in TBM tunneling.
Keywords: TBM-EPB, Face Stability Pressure, Analytical Methods, COB, Numerical modelling, Surface settlements -
Pages 33-45In recent years, many research works have been accomplished to reduce the amount of losses induced by seismic hazards. In this regard, performance-based design approaches are recognized as promising tools. These approaches consist three steps: determination of performance objective, initial design and revising the design until achieving the final design. Optimization algorithm is used to automate the revising procedure (Gallagher and Zienkiowicz, 1973; Estekanchi and Basim, 2011). In linear static approaches of seismic design loading, structures with more stiffness and lateral strength are preferred, but investigations show that some cases exist that structures with lower stiffness show better behavior under seismic loadings. Therefore, it is required to use more precise modeling and analysis techniques and consider performance of the structure is multiple hazard levels in optimum design process. On the other hand, one of the most important obstacles in optimum design procedure is accurate response estimation with an acceptable computational effort. In this study, the Endurance Time (ET) method is used to estimate the response of the structure at various hazard intensity levels (Estekanchi et al. 2004). Uniform deformations theory introduce by Gong et al. (2003) is used here to acquire the optimum sections of a prototype steel frame with the least structural weight satisfying performance objectives in multiple hazard levels. Efficiency of the method and performance of the prototype structure before and after optimization is investigated and discussed. ASCE41-06 (2007) is used to define performance objectives.Keywords: Performance based optimum design, Endurance Time method, optimization, Uniform deformations theory
-
Pages 47-58
The result of an experimental study on the effect of a slender coefficient of floating wood in a drift flow is presented in the present paper on the heir blocking quantity in vertical intake perpendicular to CPK entrance. There was an effort to create a different amount of blocking at the opening of CPK weir by using experimental setups and by choosing woods with various coefficients of slenderness equal to 15, 20, and 25. And several scenarios were created to study the effect of weir opening shape on the hydraulic profile by changing her gradient keys (z) and several cycles (n) of CPK. The purpose of this study was to investigate the effect of the slender coefficient of floating debris on the probability of CPK weir accumulation under different cycles and different input and output key slopes and compared to glory overflow.
Keywords: CPK Weir, Individual Test, Blockage Probability, Floating Debris -
Pages 59-68In this paper, Near fault earthquakes compared to far-fault earthquakes have greater potential to create damage in structures. In this paper, the effect of far fault and near fault events on structural response of reinforced concrete shear wall besides buckling restrained brace frame in tall and mid-rise buildings is studied. In the modeling, the specification of the reinforced shear wall and the buckling restrained frames is used. This kind of structural system is essentially a combined system. In this study, the structural system of the considered buildings is designed by using the valid cods and using response spectrum analysis method. Then, the nonlinear model is prepared. In the numerical model of the walls, the fiber type elements is used. In the numerical model of the walls, the fiber type elements is used. The nonlinear time history analysis is implemented subjected to the far fault and near fault earthquakes. Finally, the responses of the structures are analyzed and compared.Keywords: tall building, Reinforced concrete, structural system, shear lag
-
Pages 69-82Using piles row is a well-known method to stabilize the soil slopes in the both static and seismic conditions. The load transfer mechanism of installed piles row may be as end- bearing or floating. In this study the behavior of floating piles row with circular cross- section were installed inside the dry sandy slope by help of three- dimensional numerical analyses and physical modeling have been simultaneously studied. The three- dimensional numerical modeling was used for conducting the parametric studies about effects of directions of imposition of near-field and far- field earthquakes loading on the main structural and geotechnical interaction parameters of floating piles row-sandy slope problem (Al-Defae and Knappett, 2015; Ashour and Ardalan, 2012).Keywords: Pile, dry sandy slope, seismic lading, numerical model, Physical model
-
Pages 83-91
Improvement of weak soils with adding elements such as fibers that can increase tensile strength and stabilizing soils with additives that react chemically with them to make soils with desirable engineering properties is called reinforcement and stabilization (Consoli et al 2009). Researchers have always tried to improve bearing capacity, strength and properties of soil using different methods such as mechanical and chemical modifications and also reinforcement by high tensile strength elements Ghiassian, H. and Holtz, D, H., 2005). Randomly distributed discrete fibers offer strength isotropy and limit potential planes of weakness that can develop parallel to oriented reinforcement (Yetimoglu, T. and Salbas, O., 2003). Cementation in its general sense is binding and in geotechnical engineering, cementation is sticking soil particles to each other to form a cohesive mass with a higher strength. Soil structure is one of the factors that can affect behavior of (fine and coarse- grained) soils. Cementation plays an important role in the structure formation of coarse-grained soil. Soil structure is geometric arrangement of the soil particles and the forces, if any, between them the objective of this research is experimental study of the effect of reinforcement and stabilization on the behavior of sandy soil and evaluating effect of fibers on the shear behavior of cemented sand using strain-controlled triaxial tests under consolidated undrained conditions.
Keywords: Babolsar Sand, pore pressure, Triaxial test -
Pages 93-104
Morning glory spillways are one of dam spillways. This type of spillway is so effective when there is no adequate space to build other types of spillways. The main problem with these spillways is the strong spiral vortices which will reduce efficiency of flood conveyance from the reservoir to downstream. Vortex breakers are attached on the crest spillway to reduce vortex negative functionality and increase efficiency of morning glory spillway and as a result it's discharge coefficient. In the present article, physical model of pyramidal vortex breakers has been undertaken. Number and characteristics of vortex breakers influence on the discharge coefficient of the morning glory spillway have studied. 165 experiments have been conducted in the Hydraulic Laboratory of SRBIAU, Tehran. Applying nonlinear regression analyses, emprical equations were obtained for estimating the discharge coefficient of morning glory spillway with pyramidal vortex breakers. Through comparsion of results of these new predictors and observed data, the determination coefficients of training and testing data was calculated as 0.917 in the crest control and 0.99 in the orifice control, respectively. The sensitivity analysis was also performed to investigate the effect of factors affecting the proposed predictors of the discharge coefficient. Finding show that pyramidal vortex breakers in group of six cause the discharge coefficient to be increased significantly. It is showed that the discharge coefficient due to triangular pyramidal vortex breakers existence is increased 50.97% in crest control and 11.80% in orifice control more than the non-vortex breakers in the morning glory spillway.
Keywords: Morning glory spillway, Vortex, Discharge coefficient, Pyramidal, Vortex breaker -
Pages 105-115
For assessing the consolidation settlement, it is mainly used by Terzaghi and Janbu theories. Main of this study is evaluation of the Janbu settlement modulus in clayey soils based on shear wave velocity with using down hole test. In continue, results with using artificial neural network analyses and statistical methods verified. The study area is The city of Tabriz is located in the northwestern part of Iran and has a variety of clayey soils, silty and marl types (yellow, green and gray) with different consolidation potential. In this research, by drilling three machine boreholes at depths up to 8 meters, complete physical, plasticity and consolidation experiments were carried out on 20 undisturbed samples. The in-field Downhole test was also used to determine the shear wave velocity in the boreholes. Moreover, shear wave velocity was evaluated in study area with using down hole test and based on effective vertical stress on study depths normalized. Results showed that the Janbu settlement modulus and normalized shear wave velocity in study area respectively are between 14.38 to 41.39 and 234 to 694 m/s. With considering that results of existing practical relationships for determining the Janbu settlement modulus were not appropriate in study area. In order to improve the practical relationships between the Janbu settlement modulus and normalized shear wave velocity artificial neural network and statistical methods with applying linear, logarithmic and exponential functions was performed. Results showed that exponential function for determining the Janbu settlement modulus in study area is favorable.
Keywords: Janbu modulus number, Shear wave velocity, Clay soils, Tabriz Marl, Empirical relationships, Artificial neural network -
Pages 117-129Functionally graded materials (FGMs) are inhomogeneous materials with continues variation of the constituents, usually metal and ceramic, in a given direction that are commonly useful in thermal environment (Malekzadeh and Safaeian, 2013, 2016). Rotating FGM conical shells are widely used as structural components in different engineering fields such as aeronautics, nuclear engineering, etc. Therefore, exact thermo-elastic analysis of these structures is crucial. In the present study, thermo-elasticanalysisofrotating FGMtruncatedconicalshells with temperature dependent material properties and subjected to convection heat transfer effects between the internal hot fluid and the shell inner surface is investigated based on the elasticity theory.Keywords: Thermo-elastic analysis, Rotating conical shell, Functionally graded materials, Convection heat transfer, Differential quadrature method
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.