مهندسی عمران و نقشه برداری
سال:1390 | دوره:45 | شماره:7 |تعداد مقالات:9

در این مقاله یک فضای کامل با رفتار همسانگرد جانبی به همراه یک دیسک صلب دایره ای به عنوان ناهمگنی در محیط در نظر گرفته می شود. صفحه صلب تحت اثر حرکت عمود بر صفحه با فرکانس دلخواه قرار می گیرد و محور همسانگردی محیط موازی با امتداد حرکت فرض می شود. تحلیل محیط همسانگرد جانبی اطراف صفحه تحت تحریک فوق هدف این مقاله می باشد. بدین منظور معادلات حرکت حاکم بر سیستم در حالت متقارن محوری در مختصات استوانه ای بیان می شوند. این معادلات با استفاده از روش توابع پتانسیل مجزا شده و معادله حاکم بر تنها تابع پتانسیل با استفاده از تبدیل هنکل حل می شود. به منظور تعیین ثابت های جواب،‏ شرایط مرزی مربوط به تنش ها و تغییر مکان ها در راستای قائم به صورت معادلات انتگرالی دوگانه نوشته می شوند. معادلات انتگرالی دوگانه به دست آمده،‏ به کمک روش نوبل به معادله انتگرالی فردهلم نوع دوم تبدیل شده که در حالت های خاص به صورت تحلیلی حل می شوند.

فرمول بندی برنامه ریاضی مسائل طراحی و بهره برداری بهینه،‏ از منظر منابع آب،‏ سدهای برقابی همراه با اعمال کنترل بر اعتمادپذیری بده انرژی،‏ از نوع مدل های بهینه سازی غیرخطی غیرمحدب با متغیرهای مختلط است. در این مطالعه یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی،‏ با تلفیق مدل حوضه ای MODSIM به عنوان مدل شبیه ساز و الگوریتم بهینه سازی دسته ذرات (PSO)‎،‏ برای حل این رده از مدل های پیچیده در مسائل چندمخزنه توسعه یافته است. در این روش ابتدا امکان تعریف نیاز برقابی و اعمال سیاست بهره برداری استاندارد برقابی از مخازن در مدل MODSIM فراهم شده است. سپس مدل شبیه ساز بهبودیافته (MODSIMP)‎ به الگوریتم PSO با تابع هدف حداکثرسازی سود خالص حاصل از طراحی و بهره برداری از سیستم مخازن و نیروگاه ها در طول عمر مفید آن متصل گردیده است. در این مدل ترکیبی هر بار ارزیابی تابع هدف مدلPSO مستلزم فراخوانی و اجرای مدل MODSIMP می باشد. مدل پیشنهادی در تعیین مشخصات بهینه سیستم سه سدی خرسان شامل ظرفیت مخازن و توان تولید نیروگاه ها به عنوان مطالعه موردی استفاده و نتایج حاصل از آن تحلیل شده است. با توجه به سرعت مدل توسعه یافته MODSIMP در شبیه سازی سیستم های چندمخزنه برقابی و انعطاف الگوریتم های فراکاوشی در اتصال به مدل های شبیه ساز و احتساب خصوصیات غیرخطی،‏ مدل ترکیبی PSO-MODSIMP از قابلیت مناسبی در حل مسائل طراحی و بهره برداری بهینه از این سیستم ها برخوردار است.

برای عبور از کوهستان های مرتفع و پرشیب،‏ به جای طولانی نمودن مسیر و ایجاد پیچ های زیاد که به منظور کاهش شیب طولی انجام می گیرد،‏ می توان از تونل استفاده کرد. تونل های راه برحسب نوع مسیر به دو گروه تونل های یک طرفه و دو طرفه تقسیم می شوند. در بزرگراه ها با توجه به تعدد خطوط عبور،‏ از دو نوع تونل شامل: تونل های دوقلو (دارای دو مقطع کوچک مجزا با جریان یک طرفه) و تونل های تکی (دارای یک مقطع بزرگ با جریان دو طرفه) استفاده می شود. هزینه ساخت تونل ها عمدتا به طول،‏ مقطع حفاری و سیستم های نگهدارنده مناسب جهت پایدارسازی جداره آن ها،‏ بستگی دارد. در این میان سیستم نگهدارنده مورد نیاز وابسته به نوع زمین و مشخصات ژئوتکنیکی آن است. در توده سنگ های درزه دار،‏ زبری درزه ها یکی از عوامل مهم در پایدار ماندن مقاطع تونل ها به شمار می رود. در این مقاله تأثیر زبری درزه ها در میزان پایدارکننده های مورد نیاز برای تونل های تکی و دوقلو راه با استفاده از روش مدل سازی عددی DEM،‏ در قالب نرم افزار UDEC،‏ مورد بررسی قرار داده می شود.

در این مقاله کنترل ارتعاشات یک سازه یک درجه آزادی تحت اثر تحریک زلزله به روش نیمه فعال و با استفاده از میراگر MR مورد مطالعه قرار گرفته است. برای محاسبه نیروی کنترل از الگوریتم PID استفاده شده است. نتایج ارائه شده در این مقاله صرفا مربوط به بخش شبیه سازی دینامیکی سازه مزبور در محیط سیمولینک است. مدل سازه،‏ کنترل کننده و حسگرها در محیط سیمولینک ساخته شده و نتایج برای حالات کنترل نشده،‏ کنترل شده با سیستم کنترل فعال ایده آل،‏ کنترل شده با سیستم کنترل نیمه فعال ایده آل و کنترل شده با سیستم کنترل نیمه فعال واقعی به دست آمده و مورد مقایسه قرار گرفته است. این نتایج نشان می دهد که با استفاده از روش کنترل نیمه فعال می توان ارتعاشات سازه را به میزان چشمگیری کاهش داد به گونه ای که نتایج بسیار نزدیک به حالت کنترل فعال باشد.

در این تحقیق اثر پارامترهای دما،‏ درصد قیر و میزان تراکم بر روی مدول برجهندگی آسفالت بررسی شده است. نمونه های آسفالتی با روش تراکم ژیراتوری متراکم شده اند. برای تعیین مدول برجهندگی نمونه ها،‏ از آزمایش کشش غیر مستقیم استفاده شده است و نمونه های ساخته شده با تراکم ها و درصد قیرهای مختلف در دماهای مورد نظر تحت آزمایش کشش غیر مستقیم قرار گرفته اند. برای افزایش دقت در هر حالت دو نمونه آزمایش شده و نتایج به دست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد،‏ مدول برجهندگی آسفالت،‏ با افزایش دما و درصد قیر کاهش یافته و با افزایش تراکم افزایش می یابد. نحوه تغییرات مدول برجهندگی برحسب دما،‏ در صد قیر و تعداد دوران به کمک رابطه ای که از نتایج این تحقیق به دست آمده تقریب زده شده است. مقایسه پیش بینی های این رابطه با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد رابطه ارائه شده از دقت قابل قبولی برخوردار است.

یکی از جدیدترین روش های بازیافت آسفالت های قدیمی،‏ روش بازیافت آسفالت به صورت سرد درجا با استفاده از کف قیر می باشد. در سال های اخیر کاربرد این روش در راه ها و فرودگاه های ایران به تدریج گسترش یافته و به موازات آن تحقیقات آزمایشگاهی بر روی خصوصیات مکانیکی و عملکردی این مخلوط های آسفالتی شروع شده است. در بخش اول تحقیق حاضر،‏ با انجام آزمایش مدول برجهندگی و مقاومت کششی غیرمستقیم برروی 144 نمونه آسفالت کف قیر،‏ تأثیر نوع دانه بندی،‏ درصد قیر،‏ درصد سیمان و میزان تراکم برروی مدول برجهندگی و مقاومت کششی غیرمستقیم نمونه ها،‏ در چهار حالت مختلف عمل آوری،‏ بررسی شده است. سپس در ادامه،‏ با انجام آزمایش های لازم بر روی 108 نمونه دیگر،‏ سعی شده تا تأثیر پارامترهای فوق روی مدول برجهندگی و مقاومت فشاری تک محوری مورد مطالعه قرار گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که تغییر دانه بندی مصالح خرده آسفالتی از ریز به متوسط و نیز تغییر میزان قیر اضافه شده از دو به چهار درصد،‏ تأثیر نسبتا کمی برروی مدول برجهندگی،‏ مقاومت کششی غیرمستقیم،‏ مقاومت فشاری تک محوری و بهبود حساسیت رطوبتی آسفالت بازیافت شده دارد. در مقابل،‏ افزودن یک درصد سیمان و افزایش آن به دو درصد نقش قابل ملاحظه ای در افزایش پارامترهای مذکور دارد. با استفاده از داده های حاصل از این تحقیق،‏ رابطه همبستگی بین مدول برجهندگی و مقاومت کششی غیرمستقیم جهت تخمین پارامتر نخست،‏ بر اساس نتایج آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم ارائه شده است.

آنالیز معکوس منحنی پراکندگی امواج سطحی یکی از مسائل کاربردی در شناسایی لایه های زمین می باشد. روش های خطی آنالیز معکوس به علت طبیعت غیرخطی مسأله و امکان درگیر شدن عملیات بهینه یابی تابع هدف با جواب های بهینه محلی،‏ چندان قابل اعتماد نمی باشند. به همین منظور جهت افزایش اطمینان از عملیات آنالیز معکوس و دستیابی به جواب های بهینه کلی مسأله،‏ در این تحقیق از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. هدف نهایی الگوریتم ژنتیک در این مسأله عبارت است از یافتن پارامترهای مجهول مسأله که عبارتند از: ضخامت و سرعت موج برشی لایه های خاک به گونه ای که بیشترین تطابق میان منحنی پراکندگی تجربی به دست آمده از میکروترمورهای ثبت شده به صورت آرایه ای و منحنی پراکندگی تئوری به دست آمده از روابط ارائه شده توسط هسکل (1953) بر اساس تئوری انتشار امواج در محیط های لایه ای حاصل شود. الگوریتم ژنتیک درابتدا بهینه یابی را با فرض تصادفی مجهولات آغاز می نماید و با به کارگیری عملگرهای انتخاب،‏ پیوند،‏ جهش و نخبه گرا و تولید مجموعه جواب های جدید در مسیر بهبود جواب ها پیش می رود به گونه ای که جواب های هر نسل از جواب های نسل قبل بهتر می باشند. قابلیت های روش ارائه شده به وسیله مثالی نمونه بررسی شده است. در این مثال نشان داده شده است که اولا روش ارائه شده تطابق بسیار خوبی بین منحنی های پراکندگی تئوری و تجربی ایجاد می نماید و ثانیا پروفیل سرعت موج برشی به دست آمده از این روش از مطابقت خوبی با سایر روش های تعیین پروفیل سرعت موج برشی برخوردار است.

در این مقاله،‏ رفتار غیرخطی ساختمان های با قاب خمشی ویژه بررسی شده اند. این نمونه ها به صورت سازه های 3،‏ 5 و 7 طبقه بوده و بر اساس کلیه ضوابط آئین نامه 2800- ویرایش دوم طراحی شده اند. برای ارزیابی و تقویت لرزه ای نمونه ها،‏ از آنالیز استاتیکی غیرخطی و روش طیف ظرفیت ارائه شده در دستور العمل ATC-40 استفاده شده است. نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی بر روی نمونه های فوق نشان داد این ساختمان ها پاسخگوی نیاز لرزه ای استاندارد 2800- ویرایش سوم نبوده و تقویت این سازه ها ضروری است. برای تقویت لرزه ای این سازه ها از بادبند زانویی استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از بادبند زانویی نه تنها میزان سختی جانبی این سازه ها را افزایش می دهد،‏ بلکه ظرفیت استهلاک انرژی این سازه ها را 20 تا 90 درصد افزایش می دهد. همچنین در بین زانویی های با طول های مختلف،‏ زانویی کوتاه تر سختی را تا حدود 2.5 برابر و شکل پذیری را حدود 10 الی 25 درصد افزایش می دهد.