مهندسی عمران امیرکبیر (امیرکبیر)
سال:1391 | دوره:44 | شماره:1 |تعداد مقالات:11

مکانیک شکست، بررسی فرآیند رشد ترک در یک حوزه معین تنش است. میزان مقاومت ماده در برابر پیشرفت ترک، چقرمگی شکست نامیده می شود. در این تحقیق، نمونه های مختلف آزمایشگاهی ترک دار برای تعیین چقرمگی سنگ های مختلف استفاده شد. از آنجایی که انجمن بین المللی مکانیک سنگ بر اساس دو نوع آزمایش استوار است (میله کوتاه، آزمایش خمش سه نقطه ای) در اینجا آزمایش خمش سه نقطه ای انتخاب شده است و در این آزمایش ها دو حالت مطرح است:1- هدایت بار2- هدایت جابه جایی، که برای دو نوع سنگ مختلف هدایت بار انتخاب شد.

یکی از مهمترین مسایل در طراحی عملکردی، تعیین و پیش بینی میزان خسارت وارد بر سازه ها است که بدین منظور استانداردهای مبتنی بر عملکرد، سطوح و حدود مشخصی را ارائه نموده اند. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی این سطوح، با استفاده از مقایسه شاخص های خسارت در حالت دینامیکی و بارافزون و هم چنین بررسی نحوه عملکرد آیین نامه های آبا و 2800 در محدود نمودن خسارت وارد بر سازه ها است. بدین منظور با طراحی چندین قاب خمشی بتن مسلح و با در نظر گرفتن 7 ثبات زلزله، به گونه ای که طیف حاصل از آن ها دارای کمترین اختلاف با طیف طرح آیین نامه 2800 باشد، به ارزیابی و مقایسه خسارت وارد بر این قاب ها پرداخته شد. نتایج نشان می دهند که، معیار تغییرشکل نسبی ارائه شده در استانداردهایی مانندFEMA  و ATC40 نمی تواند به تنهایی میزان خسارت وارد بر سازه ها را به خوبی منعکس نمایند. هم چنین نتایج نشان دهنده عملکرد مناسب آیین نامه های آبا و 2800 در محدود نمودن خسارت وارد بر سازه های طراحی شده طبق این آیین نامه ها در هدف تامین ایمنی جانی افراد است.

رفتار یک توده سنگ به خواص سنگ بکر و ناپیوستگی آن بستگی دارد. از طرف دیگر رفتار هیدرومکانیکی درزه ها به وضعیت زبری سطح آن وابسته است. روش های مختلفی برای اندازه گیری زبری سطح درزه ها وجود دارد که خروجی آنها به صورت دو بعدی یا سه بعدی است. به علت فناوری بسیار بالای مورد استفاده در روش هایی با خروجی سه بعدی، دقت به مراتب بالاتر و در نتیجه هزینه های مربوط به آنها بالاتر است. از این رو بیشتر اندازه گیری ها از روش های دو بعدی انجام می شود. بدین منظور برای اولین بار در ایران دستگاهی طراحی و ساخته شد که با صرف هزینه بسیار پایین با استفاده از آن می توان زبری سطح درزه را تعیین نمود. دستگاه زبری سنجی شامل دو بخش سخت افزاری و نرم افزاری است. در بخش سخت افزاری، یک لیزر خطی برای برداشت از سطح نمونه و یک دوربین رقمی برای ثبت اطلاعات بر روی یک میز صلیبی نصب شد و در بخش نرم افزاری، برای پردازش داده ها برنامه ای مورد استفاده قرار گرفت که خروجی آن به صورت سه بعدی است. با استفاده از این دستگاه، علاوه بر غیرمخرب بودن روش نوری، بدون نیاز به صرف هزینه های بالا، امکان دسترسی به داده های سه بعدی با دقت بالا فراهم می شود. به این صورت که مقاطعی با فاصله 1 میلی متر تهیه شده و در هر مقطع نقاط نقطه به نقطه بررسی شده و مختصات نقاط محاسبه می شود. در این مقاله نحوه ساخت و عملکرد دستگاه تشریح، و نتایج اندازه گیری ها آورده می شود.

امروزه ساختمان های تونلی در سراسر دنیا مورد استفاده هستند و در پروژه های انبوه سازی کاربرد فراوانی دارند. سرعت بالا و کاهش هزینه های اجرایی باعث شده تا طراحی و اجرای این ساختمان ها بیش از گذشته مورد توجه قرار گیرد. در مقایسه با سایر سیستم های سازه ای، مطالعات انجام شده بر روی ساختمان های تونلی بسیار کم است. در آیین نامه های طراحی سازه ها در برابر زلزله نیز تمهیدات خاصی برای تحلیل و طراحی این قبیل سازه ها در نظر گرفته نشده است. با توجه به لرزه خیزی ایران و افزایش استفاده از این سیستم، نیاز است با مطالعات بیشتر، ارزیابی دقیق تری از عملکرد لرزه ای این ساختمان ها شود. در این مقاله تلاش شده است با انجام مطالعات آزمایشگاهی بر روی دو نمونه ساخته شده با مقیاس یک به پنج، به بررسی رفتار لرزه ای این ساختمان ها پرداخته شود. در این مطالعات آزمایش های بارگذاری رفت و برگشتی و آزمایش های ارتعاش اجباری انجام شده و مکانیسم های خرابی و رفتار سازه در محدوده غیرخطی مطالعه شده است. هم چنین خصوصیات لرزه ای در محدوده عملکرد خطی مانند زمان تناوب مد اول ارتعاشی و آثار ترک خوردگی بر آن بررسی شده است. در ادامه به مدلسازی عددی نمونه ها پرداخته شده و نتایج تحلیل های رایآن های برابری خوبی با نتایج به دست آمده از آزمایش ها را نشان می دهد. بر اساس این مطالعات مشخص شد ساختمان های تونلی رفتار شکل پذیری نشان نداده و در آن ها مکانیزم خرابی ترد دیده شد.

قوس خارجی رودخانه، مکان مناسبی برای آبگیری است زیرا جریان ثانویه یا حلزونی در این ناحیه موجب انتقال رسوبات بستر از قوس خارجی بطرف قوس داخلی می شود. انحراف جریان از قوس خارجی باعث شکل گیری مولفه ای عرضی در عمق آبراهه تا سطح جریان، بسمت آبگیر در جهت مخالف جریان ثانویه شده و موجب انتقال بخشی از رسوبات بستر رودخانه به داخل آبگیر می شود. علاوه بر آن، انحراف جریان باعث تغییر الگوی جریان در قوس و کاهش سرعت جریان حلزونی در قوس و بعبارت دیگر کاهش قدرت جریان ثانویه در این ناحیه شده که بر ساز و کار انتقال رسوب در سردهانه آبگیر اثر خواهد گذاشت. نتایج تحقیقات حاضر برروی نمونه آزمایشگاهی پیچان رود سینوسی نشان داد که در نسبت های کم انحراف جریان به آبگیر، این انتقال اثر زیادی بر قدرت جریان ثانویه در قوس نگذاشته و جریان حلزونی هم چنان باعث دورسازی رسوبات از قوس خارجی می شود. با افزایش نسبت انحراف آب، قدرت جریان ثانویه کاهش یافته و نسبت رسوب ورودی به آبگیر افزایش بیش تری نسبت به قبل بصورت غیرخطی پیدا می نماید تا اینکه در نسبتی از انحراف آب، جریان ثانویه در جلوی سردهانه به طور کامل مستهلک شده است. از این نقطه به بعد شیب منحنی معکوس شده و نسبت رسوب منحرف شده، آهنگ رشد بیش تری نسبت به انحراف جریان پیدا می نماید. نتایج تحقیقات نشان داد که منحنی تغییرات نسبت انحراف جریان به نسبت انحراف رسوب به آبگیر به شکل منحنی S است. عمق جریان در قوس خارجی نیز از عوامل موثر بر جریان ثانویه است، در اثر افزایش عمق، ناشی از افزایش دبی در آبراهه، قدرت جریان ثانویه افزایش یافته و میزان رسوب ورودی به آبگیر را کاهش می دهد. در این مقاله اثر نسبت انحراف جریان بر نسبت ورود رسوب به ازای عمق های مختلف جریان، در آبگیری با زاویه انحراف قائمه بررسی و نتایج مربوطه ارائه شده است.

حفاظت، نگهداری و پایش رفتار سد، تشخیص خرابی و تعمیر به موقع آن برای پیش گیری از وقوع خطرات احتمالی و افزایش طول عمر سد چه در زمان ساخت و چه در زمان بهره برداری توسط ابزار دقیق انجام می شود. در این مقاله داده های ابزار دقیق سد زاینده رود مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و با مقایسه نتایج حاصل از ابزارهای مختلف، وضعیت پایداری سد، پی و تکیه گاه ها ارزیابی شده است. در پایان شبیه سازی عددی پی و بدنه با در نظر گرفتن محل دقیق ابزار با استفاده از روش اجزای مجزا انجام شد. اثر سختی برشی و نرمال بر جابجایی های بدنه و پی بررسی شده و مقادیر واقعی آن ها به عنوان داده های ورودی برای شبیه سازی عددی انتخاب شد. در این تحقیق معیار تسلیم موهر کولمب برای درزه های بین بلوک ها و در مرز سنگ پی و بدنه استفاده شد و مقایسه بین تغییر شکل های اندازه گیری شده توسط ابزار و مقادیر محاسبه شده بوسیله شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار گرفت و هم خوانی خوبی بین نتایج دیده شد. نتایج حاصل از تحلیل رفتارنگاری ابزار و شبیه سازی عددی نشان داده است که رفتار سد منظم و پایدار است و به دلیل ضعیف بودن وضعیت زمین شناسی جناح راست، جابجایی های بدست آمده در مقایسه با جناح چپ دارای مقادیر بیشتری است.

فناوری نانو در سال های اخیر سبب تحولات وسیعی در دانش بشری شده است و محققین علوم مختلف از آن بهره گرفته اند. نانو ذرات به دلیل ویژگی های خاص فیزیکی و شیمیایی در بسیاری از زمینه ها برای ساخت مواد جدید با قابلیت های منحصر به فرد به کار می روند. از این رو استفاده از نانو سیلیس به عنوان یکی از محصولات فناوری نانو که می تواند نقش یک پوزولان مصنوعی بسیار فعال را در بتن ایفا نماید، مورد توجه قرار گرفته است. در این حال پیشرفت های اخیر در زمینه فناوری مصالح ساختمانی، امکان استفاده از نانو سیلیس کلوئیدی را فراهم نموده است. در این مطالعه آزمایشگاهی، به بررسی خواص مکانیکی و دوامی بتن های حاوی نانو سیلیس و دوده سیلیس یا آزمایش هایی مانند مقاومت فشاری، نفوذ و جذب آب، نفوذ تسریع شده یون کلراید و مقاومت الکتریکی بتن پرداخته شده است. به علاوه، جهت مطالعه ریزساختار خمیر سیمان حاوی دوده سیلیس و نانو سیلیس نیز از آزمایش های طیف سنجی تفرق اشعه ایکس و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان دهنده افزایش مقاومت فشاری با افزایش نانو سیلیس (%37 افزایش مقاومت 3 روزه با افزودن %7.5 نانو سیلیس) هستند. هم چنین نانو سیلیس اثر بیشتری در کاهش نفوذپذیری بتن در مقابل آب و یون کلراید و افزایش مقاومت الکتریکی بتن (%68 بهبود مقاومت در برابر یون کلراید و %56 افزایش مقاومت الکتریکی در سن 28 روز با افزایش 7.5 درصد نانو سیلیس) در مقایسه با دوده سیلیس به خصوص در سنین اولیه دارد.

مدل هیدرولوژیکی مفهومی HEC-HMS شامل کتابخانه ای از انواع روش های شبیه های سازی فرایندهای هیدرولو‍ژیکی کاربرد وسیعی را در شبیه سازی فرآیند بارش - رواناب در سطح مطالعات کاربردی داشته است. در این مقاله کالیبراسیون خودکار مدل گفته شده با استفاده از الگوریتم فراکاوشی PSO بر روی مدل حوضه تمر از زیرحوضه های حوضه گرگانرود در استان گلستان، مورد توجه قرار گرفته است. این امر از طریق کدنویسی الگوریتم بهینه سازی در نرم افزار مطلب، فراخوانی و اجرای HEC-HMS در این محیط با استفاده از محیط حدواسط DOS میسر شده است. کالیبراسیون مدل ابتدا در سناریوهای تک رخداده انجام شد که منجر نیل به دسته پارامترهای مختلف گردید. برای ارزیابی توانایی الگوریتم PSO در نیل به جواب های مطلوب، نتایج رویکرد کالیبراسیون تک رخداده با نتایج کالیبراسیون شبه خودکار مبتنی بر الگوریتم جستجوی محلی نلدرومید موجود در HMS مقایسه شد که نشان دهنده کارایی الگوریتم PSO در اتصال به مدل هیدرولوژیکی است. در ادامه کالیبراسیون مدل در سناریوهای چندرخداده بررسی شد. دسته پارامترهای حاصل از رویکردهای تک و چند رخداده در رخداد صحت سنجی ارزیابی و با استفاده از مفهوم بازکالیبراسیون پارامترهای شرایط اولیه حوضه، فرآیند غربالگری دسته پارامترهای رقیب انجام پذیرفت. این روش با توجه به مشکل غیرمنفرد بودن مجموعه جواب های مساله کالیبراسیون به عنوان یک مساله معکوس می تواند در محدود نمودن تعداد جواب های کاندید موثر باشد.