مهندسی عمران شریف
سال:1398 | دوره:35-2 | شماره:1/2 |تعداد مقالات:15

در پژوهش حاضر، جهت روشن شدن علت اصلی ایجاد و گسترش ترک ها در منطقه ی شرق شهر سمنان، به بررسی عوامل مختلف تاثیرگذار در گسیختگی زمین، شامل: خصوصیات ژئوتکنیکی نهشته ها و شرایط زمین شناسی حاکم بر منطقه در کنار بررسی الگوی گسترش سطحی و عمقی ترک ها پرداخته شده است. براساس نتایج حاصل از مطالعات انجام شده، گسترش ترک ها در منطقه تحت تاثیر عوامل درونی (ذاتی) حاکم بر منطقه رخ داده و در واقع ترک های موجود، نمونه یی از ترک های انقباضی ایجاد شده در کفه های رسی ولی با ابعاد بسیار بزرگ بوده است. ترک های مذکور در عمق زمین شکل گرفته و در نهایت با توسعه ی آنها در اثر فرسایش زیرسطحی در سطح زمین رخنمون پیدا کرده اند. شرایط ویژه ی زمین شناسی موجود در منطقه، شامل: کانی شناسی، توپوگرافی و هیدرولوژی منطقه در کنار وضعیت اقلیمی منطقه از عوامل کلیدی در ایجاد ترک های گلی عظیم بوده است. همچنین پتانسیل رمبندگی و واگرایی نهشته های سطحی، نقش مهمی در توسعه ی ترک های گلی عظیم در منطقه داشته است.

با توجه به اینکه هزینه ی جمع آوری داده برای مدل سازی تقاضای سفر بسیار بالاست، انتقال مدل ها به علت صرفه جویی در منابع، جذابیت و اهمیت زیادی دارد. هدف نوشتار حاضر، بررسی انتقال پذیری مکانی مدل تولید سفر از نوع لوجیت رتبه یی بین دو نمونه با مقیاس واقعی و تعیین جهت برتر انتقال است. در این راستا، از داده های اقتصادی اجتماعی و سفرهای کاری روزانه ی خانوار از آمارگیری مبدا مقصد ساکنان شهرهای قزوین و اسلامشهر استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که مدل های انتقال یافته به اسلامشهر و قزوین از نظر معیارهای قابلیت پیش بینی در سطح ناهمفزون (خوبی برازش انتقالی و شاخص انتقال)، عملکرد خوبی دارند و از نظر معیارهای برابری آماری پارامترهای مدل (آماره ی آزمون انتقال) و قابلیت پیش بینی در سطح همفزون (مجذور میانگین مربعات خطا و خطای نسبی انتقال همفزون)، فاقد عملکرد خوبی در انتقال پذیری هستند که نشان می دهد مسئله ی انتقال پذیری یک مسئله ی یک بعدی، با پاسخ بلی یا خیر نیست بلکه مسئله یی پیچیده و چندجانبه است و به همین دلیل، معیارهای متفاوتی به منظور ارزیابی آن پیشنهاد شده است.

در نوشتار حاضر، از داده های ارتعاش های محیطی در 21 ایستگاه در سطح شهر کرمانشاه، که در پروژه ی بانک جهانی به شماره ی I R N− 4697 انجام شده است، برای تعیین نیمرخ سرعت موج برشی با استفاده از روش معکوس بیشینه ی بیضویت امواج سطحی استفاده شده است. به منظور تحلیل داده های ارتعاش های محیطی برای تعیین نیمرخ سرعت موج برشی از 4 مدل پیشنهادی 3، 5، 7 و 10 لایه استفاده و درنهایت، بهترین نیمرخ های سرعت موج برشی به دست آمده با نتایج روش تحلیل طیفی امواج سطحی (S A S W) مقایسه شده است. نکته ی قابل توجه این است که نیمرخ سرعت موج برشی ساختگاه بدون توجه به نتایج روش S A S W، برای درنظر گرفتن ضخامت و محدوده ی سرعت لایه های زمین، استخراج و درنهایت با نیمرخ سرعت موج برشی حاصل از روش S A S W مقایسه شد. نیمرخ های به دست آمده از روش معکوس بیشینه ی بیضویت امواج سطحی، تطابق خوبی با نیمرخ های حاصل از روش S A S W داشتند.

در پژوهش حاضر، با ارائه ی مدل مکانیزم رفتاری مجموعه ی خاک دیوار به بررسی عملکرد لرزه یی دیوار حائل در خاک ناهمگن پرداخته شده است. مطالعات تحلیلی در شرایط کرنش صفحه یی با دیوار حائل صلب و خاک ویسکوکشسان خطی انجام شده است. همچنین رفتار مجموعه در دامنه ی تحلیل فشار جانبی وارد بر دیوار حائل، نیروی برشی در سازه ی نگهبان و توزیع لنگر خمشی وارد بر دیوار بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که میزان فشار جانبی وارد بر دیوار با خاک ناهمگن وابسته به محدوه ی تغییرات سرعت موج برشی خاک، بسامد لرزه یی تحریک و پارامترهای هندسی مجموعه است. با افزایش نسبت سرعت موج برشی سطح خاک به سرعت موج برشی کف خاک، محل وقوع بیشینه ی مقدار تنش افقی از 0٫ 55 ارتفاع دیوار به سمت بالاترین نقطه ی آن تغییر می کند. بنابراین اعمال ناهمگنی خاک، تصویر دقیق تری از عملکرد سازه های نگهبان ارائه می دهد و در طراحی آنها موثر خواهد بود.

امروزه ضرورت مدیریت زمان در پروژه های حوزه ی ساخت بر کسی پوشیده نیست. در صنایع دارای فرایندهای پیچیده، نظیر پالایشگاه های گاز، با توجه به محدودیت ها و ریسک ها و عدم قطعیت های فراوان، اهمیت موضوع مضاعف می شود. لزوم تولید بی وقفه در پالایشگاه ها، ضروریت های عملیاتی و تقسیم بندی سایت براساس مخاطرات H S E به نواحی با قابلیت عملکرد متفاوت، عدم قطعیت های فراوانی را نیز به زمان بندی پروژه تحمیل می کند. لذا استفاده از مدل های مطمئن تر جهت کنترل و تعامل با عدم قطعیت ها باید در دستور کار قرار گیرد. لذا در نوشتار حاضر، به ارائه ی مدلی نوین مبتنی بر تلفیق مدیریت ریسک و سیستم استنتاج فازی جهت برآورد دقیق و همه جانبه ی زمان انجام پروژه ها در پالایشگاه های گاز پرداخته و در این راستا، نتایج حاصل از استقرار مدل مذکور در یک مطالعه ی موردی بررسی شده است.

یکی از انواع رایج جداگرها، جداگرهای اصطکاکی پاندولی هستند. پژوهش ها نشان می دهند که استفاده از آن ها در زلزله های میدان نزدیک پاسخ ها همراه با تشدید خواهد بود. در سال های اخیر، پژوهشگران خاصیت تطبیق پذیری غیرفعال را در جداگرهای مذکور جای داده اند تا مشکل ایجاد پدیده ی تشدید در پاسخ های جداگر حل شود. در جداسازهای تطبیق پذیر به دلیل کاهش یافتن نیروی بازگردانندگی، جابه جایی جداساز افزایش می یابد. در نوشتار حاضر، دو نوع جداگر انحناء متغیر به نام های سیستم اصطکاکی پاندولی انحنا متغیر (V C F P S) و جداگر پاندولی بسامد متغیر (V F P I) در سازه ی معیار جداساز لرزه یی استفاده شده است. زلزله های اعمال شده در سازه ی مذکور در دو جهت افقی بوده و از مولفه ی قائم زلزله صرف نظر شده است. مدل سازه ی معیار جداساز لرزه یی به صورت سه بعدی است که در هر طبقه سه درجه آزادی دارد. تحلیل دینامیکی سازه ی معیار با روش شتاب میانگین ثابت نیومارک بتا انجام شده است. جداسازهای لرزه یی به صورت یکنواخت در سازه قرار گرفته و بررسی ها با استفاده از معیارهای ارزیابی و تاریخچه ی پاسخ سازه انجام شده است. مشاهده می شود که جداسازهای لغزشی متغیر به دلیل تغییر یافتن در خصوصیات جداساز نسبت به جداسازهای اصطکاکی پاندولی عملکرد بهتری دارند. به منظور کاهش دادن جابه جایی جداساز لرزه یی از روش کنترل نیمه فعال با استفاده از میراگر M R و کنترلر شبکه ی عصبی موجکی استفاده شده است. ولتاژ میراگر M R توسط الگوریتم کنترل محاسبه شده است تا نیروی کنترل بهینه ی سازه ایجاد شود. کنترلر ذکرشده توسط الگوریتم ژنتیک بهینه می شود. نتایج عددی نشان می دهند که استفاده از کنترل نیمه فعال برای کاهش جابه جایی جداساز لرزه یی در مقایسه با افزایش ضریب اصطکاک سطح لغزش و کنترل غیرفعال موثرتر است.

یکی از پارامترهای مهم در طراحی سدهای بتنی، مقاومت کششی بتن حجیم غیرمسلح است. معمولا با افزایش اندازه ی نمونه ی بتن، مقاومت آن کاهش می یابد و این موضوع در مقاطع بسیار بزرگ سدهای بتنی نسبت به مقادیر آزمایشگاهی، نمود بیشتری پیدا می کند. در پژوهش حاضر، اثر اندازه ی مقطع در طراحی سدهای بتنی، با استفاده از رابطه ی مقاومتی پیشنهادی دانگار)براساس رابطه ی اثر اندازه ی بازانت(اعمال شد. جهت طراحی های سد، از برنامه ی بهینه سازی شکل سدهای قوسی C A D S O به همراه ارتقاء الگوریتم طراحی آن به منظور اعمال رابطه ی مقاومتی مذکور استفاده و نتایج حاصل با طراحی های مبتنی بر مقاومت کلاسیک و نیز رابطه ی مقاومت رافائل مقایسه شد. مطالعات بر روی سدهای بزرگ نشان می دهد طراحی سد با درنظر گرفتن اثر اندازه ی مقطع، موجب افزایش ضخامت مقاطع به ویژه در نواحی تمرکز تنش کششی در نزدیکی پی، افزایش حجم و تغییر الگوی شکل بهینه ی رویه ی سد می شود.

مدل سازی دقیق جریان های ثانویه در مسیر خم ها و پیچان رودها، اهمیت زیادی دارد. در پژوهش حاضر، با مدل سازی عددی در محیط نرم افزار اپنفوم، به بررسی ویژگی های هیدرولیکی جریان در یک کانال مرکب در مسیر پیچان رود پرداخته شده است. برای این منظور، معادلات حاکم، شامل رابطه های متوسط گیری شده ی رینولدزی (R A N S) حل شده اند. با وجود رفتار دوفازی جریان در کانال های باز، با انتخاب حل گر و شرایط مرزی مناسب برای سطح آب می توان آن ها را به صورت تک فاز مدل کرد. در پژوهش حاضر، از شرط مرزی تقارن برای سطح آزاد آب استفاده و برای مدل سازی جریان آشفته از مدل های آشفتگی $k-v a r e p s i l o n$ و $k-o m e g a$ استفاده شده است. طبق نتایج به دست آمده، با فاصله گرفتن از تاج خم، قدرت جریان عرضی افزایش می یابد؛ به طوری که یک گردابه ی هم جهت با جریان عرضی در محل گوشه ی ساحل بیرونی تشکیل می شود. این جریان عرضی تا ابتدای تاج خم بعدی ادامه می یابد و مجددا در طول موج بعدی به همین شکل تکرار می شود.

در نوشتار حاضر، یک روش برای شناسایی خسارت ساختمان ها براساس ترکیب دو روش پردازش سیگنال و داده کاوی ارائه شده است. از تبدیل موجک بسته یی برای پردازش سیگنال ها و آنالیز مولفه های اصلی جهت کاهش ابعاد داده ها استفاده شده است. مطالعات بر روی سازه ی مرجع فاز یک A S C E-A I S C انجام شده است که تاکنون در مطالعات متعددی به عنوان یک سازه ی مرجع پایش سلامت به کار رفته است. در ابتدا، تبدیل موجک بسته یی برای حذف نافه از سیگنال اصلی به کار رفته است. در مرحله ی بعد، روش آنالیز مولفه های اصلی استفاده شده است تا تعداد ابعاد مسئله به فقط یک داده کاهش داده شود. درنهایت، نیز انرژی ضرایب موجک مولفه ی سیگنال کاهش یافته به عنوان شاخص خسارت لحاظ شده است. نتایج نشان می دهد روش موجک هسته یی می تواند خسارت را در سازه ی مذکور به خوبی شناسایی کند.

روش انجماد مصنوعی زمین، روشی پیشرفته و دوستدار محیط زیست جهت بهسازی و نگهداری موقتی توده ی خاک است. نوشتار حاضر، ملاحظات کلی طراحی مکانیکی روش انجماد مصنوعی زمین را در بر می گیرد و درکی از سیستم های تکیه گاه موقتی ارائه می کند. با استفاده از مدل رفتاری موهر کولمب اصلاح شده به شبیه سازی سه بعدی اجزاء محدود دیوار خاکی منجمد و بررسی پارامتری آن، اعم از: عمق گودبرداری، دمای انجماد و مقدار سربار در قالب یک مطالعه ی موردی مربوط به خط دو متروی شهر تبریز پرداخته شده است. همچنین به منظور بررسی دقیق تر مدل سازی عددی، یک مدل سازی فیزیکی آزمایشگاهی پس از اعمال شرایط مرزی و تحلیل ابعادی صحیح انجام شده است. نتایج نشان می دهند که دیوار خاک منجمد در ناحیه ی مقاوم، تغییر شکل زیادی ندارد و پس از آن به دلیل حذف فشار جانبی مقاوم، نرخ تغییرمکان نسبی افزایش می یابد. سازه های خاک منجمد، قابلیت تغییرشکل بسیار بالایی دارند و در صورت تحلیل و طراحی صحیح، دچار گسیختگی ترد سازه یی نخواهند شد. همچنین بهتر است در ضخامت های کم از مهارهای پشت بنددار برای کنترل تغییرمکان استفاده کرد.

بارهای لرزه یی ناشی از جابه جایی های داخلی مدفن های زباله ی شهری، اعم از سیستم آستر تحتانی، سیستم پوشش، پی و فصول مشترک می توانند باعث آسیب سازه های مذکور شوند. مصالح مصنوعی صیقلی واقع در زیر سازه ها می توانند با مکانیسم لغزندگی و جذب انرژی وارده از زلزله ها باعث حفاظت لرزه یی شوند. در مطالعه ی حاضر، بررسی های آزمایشگاهی به منظور ارزیابی نقش جداسازی بستر درون خاکی بر روی پاسخ لرزه یی مدفن زباله ی شهری کهریزک تهران انجام شده اند. آزمایش های میزلرزه روی خاکریز زباله ی جامد شهری عایق شده با آسترهای شبه بیضوی در معرض تحریک های سینوسی هارمونیک در بستر انجام شده اند. نتایج حالت های جداشده و جدانشده بر حسب جابه جایی دائمی و پاسخ لرزه یی مقایسه و مشاهده شد که در تمامی ترازها و حرکت های ورودی، خصوصا حرکات ورودی با شدت بالا، شتاب های طیفی داخل خاکریز به واسطه ی جداسازی بستر کاهش یافته اند. نتایج مطالعه ی حاضر، کاربرد مناسب آسترهای ژئوسنتتیکی در مقاوم سازی لرزه یی مدفن ها را نشان داده است.

یکی از متغیرهای مهم در مکانیک شکست، عامل شدت تنش است که برای پیش بینی رشد ترک و عمر باقی مانده ی عضو ترک خورده استفاده می شود. عامل شدت تنش، بیان گر تنش های اطراف نوک ترک است. یکی از عوامل تاثیرگذار در عامل شدت تنش، نسبت طول ترک (به پهنای ورق) است که توسط پژوهشگران به روش های مختلف حل بسته از جمله روش بسط لورنت بررسی شده است. هدف نوشتار حاضر، بررسی قابلیت روش عددی اجزاء محدود برای ارزیابی تاثیر پهنای ورق های تحت بارگذاری کنترل جابه جایی در عامل شدت تنش است. برای این منظور، ورق های با نسبت ابعاد و طول های ترک متفاوت به روش اجزاء محدود با استفاده از اجزاء تکین در نوک ترک مدل سازی و عامل شدت تنش با استفاده از روش گسترش ترک محاسبه شده است. مطالعه ی حاضر نشان می دهد که نتایج به دست آمده از روش ذکرشده، مطابقت خوبی با نتایج حاصل از روش های حل بسته ی موجود در سایر پژوهش ها دارد. در ادامه، به بررسی اثر وجود سوراخ با فاصله های مختلف از نوک ترک در عامل شدت تنش در ورق های با نسبت مختلف ابعاد پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که تاثیر سوراخ در عامل شدت تنش برای سوراخ هایی که در فاصله یی بیش از 10٪ پهنای ورق از نوک ترک قرار گرفته اند، ناچیز است.

باتوجه به آسیب پذیری مخازن هوایی آب، به عنوان یکی از مهمترین سازه های تامین کننده ی آب بهداشتی شهرها، لزوم حفظ قابلیت بهره برداری از آنها پس از زلزله امری ضروری است. یکی از فناوری های نوین مهندسی سازه، طراحی جداسازهای لرزه یی و کاربرد آن در سازه های خاص از جمله مخازن هوایی آب است. در نوشتار حاضر، با انجام تحلیل دینامیکی تاریخچه ی زمانی، یک مخزن هوایی بتنی با پایه ی بتنی در ترازهای مختلف آب و تحت شتاب نگاشت های متفاوت در دو حالت با و بدون جداساز تحلیل و نتایج حاصل با هم مقایسه شدند. جداساز لرزه یی مورد استفاده در مدل های مذکور از نوع الاستومری نئوپرنی است که در محل اتصال مخزن به ستون بتنی نصب شده است. نتایج حاصل نشان داد استفاده از جداسازها در مخازن هوایی بتنی نسبت به مخازن بدون جداساز، باعث میرایی انرژی زلزله خواهد شد. طی فرایند میرایی، دوره ی تناوب طبیعی سازه افزایش می یابد و شتاب و نیروهای وارد بر سازه کاهش می یابند و منجر به کاهش تغییرمکان و کاهش نیروی برش پایه در مخزن می شوند.

مسئله ی اندرکنش سد و مخزن به عنوان یکی از مباحث مهم در مبحث طراحی سدهای بتنی، افزایش نیروی هیدرودینامیکی وارده بر سد در هنگام زلزله و درنتیجه، افزایش تنش های وارده بر سد را به دنبال دارد. در نوشتار حاضر سعی شده است علاوه بر به کارگیری ماهیچه ی بتنی از میراگر لاستیکی نیز به منظور کاهش تنش ها از طریق میرایی فشار هیدرودینامیکی وارده بر سد استفاده شود. به منظور دستیابی به ارتفاع بهینه ی میراگر لاستیکی نیز از تحلیل احتمالاتی مونت کارلو استفاده شده است که در آن ارتفاع میراگر لاستیکی به عنوان متغیر ورودی و پاسخ های لرزه یی وارده بر سد، به عنوان متغیرهای خروجی انتخاب شده اند. نتایج حاصل از پژوهش، تاثیر قابل توجه میراگر لاستیکی را نسبت به ماهیچه ی بتنی در کاهش تنش های وارده بر سد نشان می دهد. علاوه بر این، با توجه به نتایج حاصل از تحلیل احتمالاتی می توان ارتفاع بهینه ی میراگر لاستیکی را انتخاب کرد. نتایج حاصل از تحلیل احتمالاتی نشان می دهد که ارتفاع بهینه ی میراگر لاستیکی به لحاظ عملکرد در حدود 0٫ 6 تا 0٫ 7 ارتفاع مخزن است.