مهندسی عمران شریف
سال:1395 | دوره:32-2 | شماره:3/2 |تعداد مقالات:16

در این پژوهش، نیروهای وارده از طرف امواج بلند (سونامی) بر موج شکن های کیسونی با کمک شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج صحت سنجی نشان می دهد که مدل عددی مورد استفاده، دقت خوبی برای مدل سازی نیروهای وارده بر موج شکن های کیسونی از طرف امواج بلند دارد. در ادامه، فرمول تجربی برای محاسبه ی نیرو معرفی شده است. نتایج نشان می دهد فشار نقطه یی وارد بر سازه علاوه بر ارتفاع موج، با عمق آب نیز مرتبط است. همچنین با جابه جایی سازه به سمت ساحل، مقدار نیروهای وارده در ابتدا کاهش می یابد؛ ولی در ادامه با تغییر فرم موج، نیرو افزایش می یابد و در نهایت پس از شکست موج، نیرو با شیب تندی کاهش می یابد. در پایان، بررسی های انجام شده نشان می دهند که در حالت شکست موج بر روی بدنه ی موج شکن، نیروهایی تا حدود 6 برابر نیروی امواج ناشکنا بر موج شکن وارد شده است.

رفتار حالت پایدار ماسه های حاوی ریزدانه ی خمیری با استفاده از آزمایش های سه محوری سیکلیک و استاتیک بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان داده است که افزایش چگالی در درصدهای کم ریزدانه منجر به افزایش قابل ملاحظه در مقدار مقاومت حالت پایدار خواهد شد، در حالی که با افزایش درصد ریزدانه، تاثیر تراکم در مقاومت در کرنش های زیاد تقریبا نامحسوس خواهد شد. همچنین با افزایش ریزدانه ی خمیری، ناپایداری ترکیبات افزایش می یابد و این روند بعد از رسیدن به یک حد آستانه معکوس می شود. حد آستانه مستقل از نوع بارگذاری است و برای آزمایش های سیکلیک و استاتیکی تقریبا یکسان است. مقایسه ی نتایج مربوط به چند نوع ریزدانه با حالت های خمیری مختلف و در شرایط یکسان، نشان داده است که در زیر حد آستانه، افزایش حالت خمیری ترکیب منجر به ناپایداری بیشتر آن خواهد شد، ضمن آنکه با افزایش درصد ریزدانه ی خمیری، تاثیر حالت خمیری آن در نتایج بیشتر خواهد شد.

مطالعات انجام شده بر روی تخریب ها و آثار زلزله ها، تفاوت اثرات زلزله ها در حوزه ی نزدیک گسل و در خارج از این محدوده را نشان می دهد. اهمیت مطالعه ی حوزه ی نزدیک گسل زمانی بیشتر می شود که ضوابط و طیف طرح لرزه یی در آیین نامه های طرح لرزه یی نظیر استاندارد 2800 زلزله ی ایران براساس فرایندهای احتمالاتی و دوره های زمانی طولانی مدت به دست آمده و فقط حرکات در حوزه ی دور را توصیف می کنند. بدین منظور 3 مدل اجزاء محدود دیوار برشی فولادی تقویت شده با اتصال صلب 3، 7 و 15 طبقه با 5 دهانه، تحت تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه ی زمانی قرار گرفته و نتایج نشان داده است که ضوابط استاندارد 2800 زلزله ی ایران پاسخ گوی نیازهای سازه در حوزه ی نزدیک نیست. پاسخ های سازه شامل برش و زاویه ی دریفت، در حوزه ی نزدیک بیشتر از حوزه ی دور است و با افزایش ارتفاع، اثرات حوزه ی نزدیک بیشتر می شود.

با توجه به اهمیت ویژه ی نتایج حاصل از آزمایش های آزمایشگاهی در پروژه های ژئوتکنیکی و ژئوتکنیک زیست محیطی، تعیین بازه ی قابل اعتمادبودن نتایج آزمایش ها عامل بسیار مهمی در پذیرش نتایج آزمایش ها به شمار می رود. هدف این پژوهش، تعیین تاثیر تغییر خصوصیات الکترولیت سیال حفره یی خاک در خطای نتایج آزمایش های تحکیم و حدود اتربرگ است. بر این اساس، مجموعه یی آزمایش تحکیم و حدود اتربرگ در چند 10 بار تکرار بر روی هر نمونه انجام شده است. در این راستا، نمونه های رسی بنتونیت با غلظت های مختلفی از آلاینده ی فلز سنگین سرب مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که تغییر خصوصیات سیال حفره یی به واسطه ی تغییر خصوصیات لایه ی دوگانه، مقدار COV نتایج آزمایش های حدود اتربرگ را حدود 30 تا 85 درصد و مقدار COV پارامترهای آزمایش های تحکیم را حدود 4 تا 70 درصد تغییر می دهد.

در این پژوهش، کاهش ارتعاش قائم پل های معلق با استفاده از میراگرهای نیمه فعال مگنتورئولوژیک و منطق فازی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور، از یک میراگر مگنتورئولوژیک بزرگ مقیاس 2200 کیلونیوتنی استفاده و پل معلق وینسنت توماس در آمریکا به عنوان مثال عددی انتخاب شده است. یکی از مسائل چالش برانگیز در این پژوهش، نحوه ی نصب میراگرها در درجات آزادی دور از پایه های پل، جهت افزایش کارایی میراگرها بوده است؛ که برای حل آن، استفاده از خرپای صلب پیشنهاد شده است. در این پژوهش، 2 مدل بهینه از نظر تعداد و موقعیت میراگرها ارائه و برای هر مدل نیز 3 نوع کنترل گر فازی پیشنهاد شده و مطالعات نشان داده است که مدل 2 با  8 میراگر با استفاده از کنترل گر فازی نوع یک، که یک ورودی دارد، بهترین عملکرد را در کاهش پاسخ های پل دارد. در ضمن میراگرهای نصب شده قادر به کاهش پاسخ پل در جهت افقی هم هستند.

در این مطالعه یک مدل غیرخطی نیمه وابسته به منظور پیش بینی رفتار سیکلی زهکشی نشده و روانگرایی ماسه ها ارائه شده است. از مدل هایپربولیک کندر- زلاسکو اصلاح شده، که به صورت نیمه وابسته با یک مدل پیش بینی کننده ی فشار آب حفره یی بر مبنای انرژی کرنشی کار می کند استفاده شده است، تا تحلیل تنش موثر انجام شود. اگر چه روش های بسیار زیادی برای تحلیل تنش موثر و مدل سازی روانگرایی در دسترس هستند، اما این روش ها غالبا نیازمند پارامترهای بسیاری هستند، که تعیین برخی از آن ها نیاز به صرف وقت و هزینه ی بسیار دارد. مدل ارائه شده در این نوشتار ساده است و پارامترهای اندک و قابل تعیین دارد و در عین سادگی پیش بینی قابل قبولی را نیز ارائه می کند. نتایج مدل سازی نشان می دهد با وجود اینکه مدل ارائه شده تحرک سیکلی را در نظر نمی گیرد، حد بالای اضافه فشار آب حفره یی و روانگرایی را به دقت پیش بینی می کند و از آن می توان در تحلیل یک بعدی غیرخطی پاسخ زمین به منظور ارزیابی رخداد روانگرایی استفاده کرد.

در این نوشتار عملکرد آزمایشگاهی دیوار خشتی با درصدهای مختلف الیاف کاه در ملات تحت بار استاتیکی قطری مورد بررسی قرار گرفته است. تعداد 12 عدد دیوار با انواع مختلف ملات (ملات معمولی، ملات مسلح شده با درصدهای وزنی: %0.4، %0.6، %0.8، %1 و %1.2 الیاف کاه) با خشت غیرمسلح در ابعاد 120x120x22 سانتی متر ساخته شده اند. دیوارها تحت بار فشاری قطری بارگذاری شده اند تا نوع ترک ها، نیروی نهایی، تغییرشکل نهایی، و جذب انرژی آن ها به دست آید. در دیوارهای با ملات مسلح شده با %0.8 کاه، مقدار نیرو به اندازه ی %26.72 و جذب انرژی دیوارهای مذکور به اندازه ی %94.22 بیشتر از دیوارهای با ملات ساده و غیرمسلح بوده است. نتایج نشان داده اند که می توان از افزودنی کاه به عنوان تسلیح کننده در ملات دیوارهای خشتی استفاده کرد، تا رفتار سازه بهبود بخشیده شود.

در این نوشتار با ایجاد سوراخی در صفحه ی اتصال چند نمونه مهاربند قطری، سعی در تامین شکل پذیری و بهبود عملکرد لرزه یی قاب شده و عملکرد نمونه ها با انجام تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS بررسی شده است. جهت جلوگیری و یا تعویق کمانش در اعضاء مهاربندها، سوراخ هایی روی صفحات اتصال به نحوی طراحی شده است که قبل از رسیدن مهاربند به بار بحرانی کمانشی خود، به تسلیم برسد و به جذب و استهلاک انرژی زلزله کمک کند. همچنین تاثیر شکل سوراخ ها و نیز آثار زلزله ی حوزه ی دور و نزدیک نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج تحلیل، گویای منحنی های هیسترزیس پایدارتر و استهلاک انرژی بیشتر در نمونه های پیشنهادی است، به طوری که در منحنی رفتاری نمونه های منتخب تا تغییرمکان حدود 2 سانتی متر نیز افت عملکردی مشاهده نشده است، اما مهاربند معمولی در تغییرمکان چرخه یی کمتر از 1 سانتی متر دچار کمانش شده و افت عملکرد آن مشهود است. همچنین نتایج به دست آمده از تحلیل تاریخچه زمانی، گویای افزایش تغییرمکان نهایی حدود 13-43 درصدی و کاهش برش پایه ی 19-37 درصدی طی بارگذاری لرزه یی است.

این نوشتار نتایج مطالعه ی پارامتری رفتار لرزه یی گروه شمع مدفون در توده ی خاک لایه یی را ارائه می دهد. هدف از این پژوهش، بررسی اندرکنش سینماتیک خاک - شمع و چگونگی تاثیر عوامل مختلف در توسعه ی لنگرهای خمشی سینماتیک در هنگام زلزله در گروه شمع ها بوده است. برای ساخت مدل ها از نرم افزار تفاضل محدود سه بعدی FLAC3D استفاده شده است. صحت استاتیکی با مقایسه ی مدل با پژوهش های قبلی و صحت لرزه یی با استفاده از نرم افزار  SHAKE2000سنجیده شده است. تجزیه و تحلیل لرزه یی پارامتری با تغییر عوامل اصلی و تاثیرگذار در پاسخ گروه شمع مانند: مشخصات خاک، قطر شمع ها، فاصله ی شمع ها، و عمق لایه ی خاک با استفاده از شتاب نگاشت زلزله ی ال سنترو و در حوزه ی زمانی انجام شده است. نتایج تجزیه و تحلیل ها نشان داده است که عوامل ذکرشده تاثیر زیادی در مقدار لنگر خمشی سینماتیک دارند. همچنین در شمع های میانی، لنگر خمشی سینماتیک بیشتری نسبت به شمع های کناری توسعه می یابد.

در این نوشتار، به استخراج تابع تسلیم مدل هوک- براون در فضای نامتغیرهای تنشی پرداخته شده است. معیار مذکور از نوع تجربی است، که به منظور برآورد رفتار باربری سنگ ها تعریف شده است. رابطه ی اصلی مدل هوک- براون بر حسب تنش های اصلی و در فضای تنش سه بعدی تعریف شده است. با تعریف تابع تسلیم مدل در فضای نامتغیرهای تنشی، تابع مذکور مستقل از جهت و نیز دوران محورهای تنش در عموم بارگذاری های استاتیکی می شود. با تعریفی که از زاویه ی لاد در برخی از نوشتارها آمده است، اصولا نمی توان رابطه ی مابین تابع تسلیم مدل در فضای تنش های اصلی و در فضای نامتغیرهای تنشی را استخراج کرد. عمده مشکل موجود در این زمینه به دلیل درنظرگرفتن اختلاف 30 درجه یی مابین زاویه ی لاد و زاویه ی به کار برده شده در تعریف مدل رفتاری است. پس از تعریف تابع تسلیم، تابع پتانسیل خمیری مدل نیز مورد بررسی قرار گرفته است. ماتریس های هسیان، که به کمک قواعد مشتق گیری زنجیری از نامتغیرهای تنشی به دست آمده اند، در این پژوهش محاسبه شده اند. اصولا هر مدل رفتاری دلخواهی که براساس تنش های اصلی بیان شود، می تواند مطابق روابط مبنایی موجود در این پژوهش، به فضای نامتغیرهای تنشی منتقل شود. پس از این مرحله می توان با محاسبه ی ماتریس رفتاری کشسان خمیری قادر به برآورد رفتار تنش- کرنش کشسان خمیری مصالح به کمک آن مدل رفتاری دلخواه بود.

این نوشتار به بررسی پایداری سازه های خاکی تحت تاثیر اثرات اندرکنش خاک- اتمسفر می پردازد. اندرکنش خاک- اتمسفر در قالب پدیده های مختلف بر محل سطح فریاتیک در بدنه ی سازه های خاکی نظیر سدهای باطله و وضعیت پایداری آنها تاثیر می گذارد. در این پژوهش، پس از شناسایی مکانیزم ها و استخراج روابط حاکم بر آنها، تغییرات تراز خط فریاتیک در بدنه ی سازه های خاکی تعیین و پایداری این سازه ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد هر چه عوامل اتمسفریک به تغییر بیشتری در محل خط فریاتیک منجر شوند، وضعیت پایداری سازه بیشتر دست خوش تغییر خواهد شد. در میان عوامل مطالعه شده در این پژوهش، میزان تاثیر پدیده های موئینگی و تبخیر در پایداری بیشتر بوده است. در انتهای نوشتار، تاثیر شرایط اتمسفریک و اندرکنش خاک- اتمسفر در پایداری سد باطله ی معدن مس سرچشمه ی کرمان مورد بررسی قرار گرفته است.

در این نوشتار دست یابی به توزیع بهینه ی سختی میراگرهای افزاینده ی سختی و میرایی (TADAS)، جهت بهبود عملکرد یک قاب 3 طبقه با استفاده از الگوریتم های بهینه یابی ژنتیک و توده ی ذرات انجام شده است. همچنین با ایجاد تغییراتی در الگوریتم تغییرشکل یکنواخت، توزیع بهینه ی میراگرها با استفاده از الگوریتم مذکور به دست آمده و نتایج آن با دو الگوریتم دیگر مقایسه شده است. معیار ارزیابی عملکرد سازه نسبت تقاضا به ظرفیت اعضاست، که مطابق با آیین نامه ی ASCE 41-06 محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد الگوریتم تغییرشکل یکنواخت با انجام تحلیل های بسیار کمتری نسبت به دو الگوریتم دیگر به توزیع بهینه ی سختی میراگرهای TADAS در ارتفاع قاب دست پیدا می کند و هر چه نسبت تقاضا به ظرفیت طبقه یکنواخت تر شود، طرح مناسب تری به دست می آید.

در این پژوهش با استفاده از نرم افزار Plaxis، پایداری شیروانی ماسه یی ساخته شده روی رس نرم مسلح به ستون سنگی به دو روش نوار معادل و ناحیه ی معادل بررسی شده است. با انجام تحلیل های عددی اثر پارامترهایی نظیر: قطر، زاویه ی اصطکاک و فاصله ی بین ستون سنگی، چسبندگی خاک رسی، ارتفاع و زاویه ی اصطکاک خاکریز در ضریب اطمینان شیروانی ماسه یی مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصل نشان داده است که از بین پارامترهای مورد بررسی، مقاومت ستون سنگی و رس نرم در ضریب اطمینان پایداری تاثیر بیشتری دارند. همچنین بر مبنای نتایج عددی و با توجه به متداول بودن روش طراحی ناحیه ی معادل نسبت به نوار معادل و برای تعدیل تفاوت موجود بین نتایج حاصل از روش های مذکور، یک ضریب کاهش پیشنهاد شده است که برای کل پارامترهای بررسی شده در محدوده ی 0.74 تا 0.99 قرار گرفته است. توصیه می شود که ضریب اطمینان حاصل از روش ناحیه ی معادل با ضریب کاهش ذکر شده تعدیل یابد.

رکوردهای ثبت شده از زمین لرزه های اخیر نشان می دهد که حرکات نزدیک گسل، ویژگی های متفاوتی نسبت به زلزله های حوزه ی دور دارند. در مجموع بیشتر این ویژگی ها، در اثر پدیده ی مهم راستاپذیری پیش رونده در زلزله های حوزه ی نزدیک است. این پدیده باعث می شود مولفه ی عمود بر گسل نگاشت های ثبت شده در نزدیک گسل، پالس هایی با دوره ی تناوب بلند در نگاشت سرعت دارند.در این نوشتار به بررسی رابطه ی بین پارامترهای لرزه یی حوزه ی نزدیک از جمله پارامترهای دامنه یی، انرژی، و محتوای بسامدی پرداخته و نتایج با زلزله های حوزه ی دور مقایسه شده اند. به این منظور از 30 شتاب نگاشت واقعی برای حرکات دور و نزدیک گسل استفاده شده است. پس از پردازش داده ها نتایج نشان داده است که همبستگی بین پارامترهای مولفه ی افقی حرکات نزدیک گسل نه فقط رابطه ی مستقیمی دارند، بلکه میزان همبستگی ها نیز به طور میانگین قوی هستند. از طرف دیگر، رابطه ی بین پارامترهای مولفه های افقی و قائم حرکات نزدیک گسل به صورت قابل توجهی با هم اختلاف دارند، به طوری که در مولفه ی افقی هیچ گونه رابطه ی معکوسی بین پارامترها مشاهده نشده است.