مهندسی عمران فردوسی
سال:1397 | دوره:31 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

در این پژوهش، تاثیر افزودن درصد حجمی مختلف از الیاف فولادی در تیرهای دارای طول وصله آرماتور کششی مختلف بر ترک خوردگی و مسیر گسترش ترک ها تحت بارگذاری استاتیکی و چرخه ای مورد بررسی قرار گرفت. هدف از انجام این بررسی کاهش حداقل عرض ترک خوردگی به ازای افزودن الیاف فولادی در تیر بتن مسلح دارای وصله آرماتور کششی بود. ده نمونه تیر آزمایشگاهی به عرض مقطع 150، ارتفاع 200 و طول 2300میلی متر با طول وصله میلگرد کششی مختلف و درصد متفاوتی از الیاف فولادی ساخته شد. چهار عدد از نمونه ها تحت بارگذاری استاتیکی و شش عدد تحت بارگذاری چرخه ای قرار داده شد. از بین نمونه ها یک نمونه به عنوان نمونه شاهد و فاقد وصله و الیاف فولادی بود. در نه نمونه دیگر از الیاف فولادی با درصد حجمی 0، 1 و 2 استفاده شده بود. آزمایش ها به صورت خمش چهارنقطه ای انجام شد. در آزمایش ها، مسیر گسترش ترک خوردگی در طول تیر و عرض ترک خوردگی ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش ها نشان داد که افزودن الیاف فولادی سبب کاهش لغزش آرماتورهای کششی در محل وصله می شود و عرض ترک خوردگی ها را کاهش می دهد. همچنین با افزودن الیاف فولادی از 1 به 2 درصد حجمی، ترک ها به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.

آبشستگی موضعی در خروجی کالورت پدیده ای متداول است؛ لذا ارائه راهکارهای مقابله با این پدیده مخرب ضروری می باشد. در مطالعه حاضر تاثیر دیواره جانبی پایین دست کالورت بر ابعاد گودال آبشستگی موضعی با درنظر گرفتن دیواره هایی با زوایای 15، 30، 45، 60 و 75 درجه نسبت به خط مرکزی جریان، در دو تیپ هیدرولیکی 1 و 4 و در دو کالورت با مقطع دایره ای و مستطیلی بررسی شد. نتایج نشان داد که استفاده از دیواره با زاویه 15 درجه باعث کاهش عمق و طول گودال آبشستگی و همچنین ارتفاع رسوب گذاری در پایین دست می شود که میزان کاهش عمق آبشستگی در کالورت مستطیلی با تیپ 1 هیدرولیکی به میزان %3/35 نسبت به تست شاهد مشاهده شد. همچنین دیواره با زاویه 30 درجه در مقطع مستطیلی با تیپ 1، با کاهش 46% آبشستگی عملکرد خوبی را نشان داده است. دیواره های جانبی با زاویه 60 و 75 درجه، عملکرد مناسبی در کاهش آبشستگی نشان ندادند. همچنین در تیپ 1، دیواره در همه زوایا باعث کاهش عمق آبشستگی شد؛ اما در تیپ 4 فقط در زاویه 15 درجه عمق آبشستگی به میزان 30% در مقطع دایره ای و 10% در مقطع مستطیلی کاهش پیدا کرد. همچنین ابعاد گودال آبشستگی در پایین دست کالورت با مقطع دایره ای بیشتر از مقطع مستطیلی مشاهده شد؛ به گونه ای که در مقطع دایره ای در تیپ 1 هیدرولیکی، عمق آبشستگی به میزان 35% نسبت به مستطیلی افزایش داشته است که این در تیپ 4 هیدرولیکی به میزان 95% مشاهده شد. همچنین ابعاد گودال آبشستگی در تیپ 1 نسبت به تیپ 4 در همه زوایا بیشتر می باشد و این در حالی است که ارتفاع رسوب گذاری در تیپ 4 نسبت به تیپ 1 بیشتر می باشد.

یکی از راهکارهای مهم شناسایی نقاط داری پتانسیل تصادف در جاده­ ها، ممیزی ایمنی مسیر است. پس از شناسایی این نقاط می­ توان برای آنها استراتژی های مناسبی درنظر گرفت تا فراوانی و شدت تصادفات کاهش یابد. در این پژوهش بااستفاده از ممیزی ایمنی مسیر مشکلات دسترسی ها، روسازی، علائم، کنار جاده، طرح هندسی و تصادفات جرحی و فوتی قطعات راه های برون شهری شناسایی گردید و بااستفاده از این داده­ ها الگوی ساخت مدل تصادفات در آنها ارائه گردید. در این مقاله محور همدان-کرمانشاه به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد که در محور مذکور مدل رگرسیون پواسونی دارای اعتبار بیشتری بود و مشکلات آب روها و قوس قائم به ترتیب مهم ترین دلایل بروز تصادف فوتی و جرحی بودند.

تحلیل پایداری شیروانی های خاکی، یکی از مباحث مهم در طراحی سدهای خاکی، راه ها، کانال ها و خاک ریزها است. یکی از روش های تحلیل پایداری شیروانی خاکی، تحلیل حدی بااستفاده از روش قطعات افقی و قائم است. در پژوهش حاضر، به منظور بررسی نتایج حاصل از روش قطعات افقی و قائم، ابتدا دو فرمول بندی از هر روش انتخاب، سپس ضریب اطمینان پایداری شیروانی بااستفاده از روش های مذکور برای تعدادی شیروانی محاسبه شده است. درادامه باتوجه به مقدار دقیق ضریب اطمینان پایداری، دقت سنجی روش های مذکور و مقایسه نتایج آنها با یکدیگر انجام شده است. نتایج نشان می دهد که مقادیر ضریب اطمینان روش قطعات قائم دقیق تر و با اندکی حاشیه اطمینان است درحالی که نتایج حاصل از روش قطعات افقی وابستگی زیادی به نوع فرمول بندی دارد. در مواردی که خاک دارای لایه بندی افقی است و یا در مسائل با نیروهای افقی، روش قطعات افقی سهولت بیشتری برای استفاده فراهم می نماید. درانتها پیشنهاد هایی برای استفاده از روش قطعات ارائه شده است.

روش اجزای محدود بسط یافته یکی از تکنیک های بسیار موثر برای مدل سازی مسائل دارای ترک می باشد. در این روش باتوجه به استفاده از توابع غنی سازی برای مدل کردن ناپیوستگی میدان جابه جایی، دیگر ترک به صورت یک ماهیت هندسی مدل نمی شود و نیازی نمی باشد که شبکه اجزای محدود در هر مرحله مسیر ترک را دنبال کند. ولی مشکل اساسی در این روش عدم کنترل برروی میزان خطای حل عددی می باشد. به این منظور به کمک روش تولید مجدد شبکه تطابقی، در مواردی که خطای حل بیش از حد قابل قبول است، شبکه اجزای محدود مجددا تولید می شود و مسئله با شبکه جدید حل می شود تا بتوان به دقت مطلوب دست یافت. این تولید مجدد شبکه کاملا مستقل از دنبال کردن مسیر ترک می باشد و ممکن است در چند مرحله از رشد ترک، مسئله با یک شبکه یکسان حل شود. الگوریتم ذکرشده باعث می شود که بدون مشکلات دنبال کردن مسیر ترک، دقت حل نیز در حد مطلوبی باقی بماند. پارامتر ضریب شدت تنش که نقش کلیدی در تعیین مسیر رشد ترک دارد، با کمک روش ترکیبی محاسبه شده است و بهبود قابل توجهی در دقت محاسبه عددی این پارامتر مشاهده شده است.

به منظور تعیین اثرات پوزولانی متاهالوزیت و میکروسیلیس بر مقاومت و دوام بتن، 8 طرح اختلاط با دو نسبت آب به مواد سیمانی 40/0 و 45/0 ساخته شد. در این مخلوط ها متاهالوزیت به میزان 10 و 20 درصد و میکروسیلیس به میزان صفر و 7 درصد جایگزین سیمان پرتلند معمولی شدند. عمل آوری نمونه ها تا سنین 14، 28 و 90 روز انجام شد. نتایج نشان داد که توام شدن این دو پوزولان در هر دو نسبت آب به مواد سیمانی به ویژه در نسبت کمتر (40/0) با مشارکت 10 درصد متاهالوزیت، به مقدار قابل توجهی (89/0) باعث افزایش مقاومت فشاری نمونه های بتنی گردید ( MPa7/47) گردید. بیشترین مقاومت خمشی ( MPa18/6) نیز در کمترین نسبت آب به مواد سیمانی به دست آمد. البته با افزایش نسبت آب به مواد سیمانی مقاومت خمشی همه نمونه ها به مقدار بسیار ناچیزی کاهش یافت. افزایش سرعت امواج اولتراسونیک نسبت به نمونه های شاهد مخصوصا در جایگزینی 10 درصد متاهالوزیت، نشانه برتری عملکرد این پوزولان طبیعی در بهبود مقاومت و دوام بتن است.

با افزودن پرلیت و لیکا به بتن متخلخل، خواص فیزیکی آن بررسی گردید. مقاومت فشاری، ضریب نفوذپذیری و درصد تخلخل برای دو حالت بدون ریزدانه و حاوی 20 % ریزدانه اندازه گیری شد. براساس نتایج، با افزودن 20 % ریزدانه به بتن متخلخل، نفوذپذیری و تخلخل به شدت کاهش و مقاومت فشاری افزایش یافت. بیشترین مقاومت فشاری (5/20 مگاپاسکال) در نمونه های بدون ریزدانه (تیمار L10-0) و در نمونه های حاوی ریزدانه (85/34 مگاپاسکال) (تیمار L15-20) بود. نمونه حاوی 5 % لیکا در هر دو حالت با و بدون ریزدانه دارای بیشترین نفوذپذیری و تخلخل بود. افزودنی لیکا عملکرد بهتری نسبت به افزودنی پرلیت داشت.

در این مقاله رفتار لنگر-انحنای ستون بتن بااستفاده از روش اجزای محدود تعیین می شود و به عنوان یک رویکرد تک درجه آزادی (SDOF) برمبنای تئوری اولر-برنولی معرفی می شود تا پاسخ دینامیکی ستون بتن مسلح تحت بارگذاری جانبی انفجار تخمین زده شود. در مدل SDOF اثرات لنگر ثانویه (P-δ ) و اثرات نرخ کرنش به صورت گام به گام در محاسبات تغییرشکل ستون بتن مسلح تحت انفجار وارد شده است. به منظور صحت سنجی، نتایج حاصل از مدل SDOF با نتایج مدل اجزای محدود در نرم افزار OPENSEES و همچنین نتایج یک تست عملی انفجار مقایسه شده است. سپس، از مدل SDOF معرفی شده برای ترسیم دیاگرام فشار-ضربه در ستون بتن مسلح، با درنظر گرفتن بار محوری ثابت در آن، استفاده شده است. مطابق با نتایج حاصل، در حالت انفجار متوسط تا دور (Z>1 kg/m1/3)، روش SDOF معرفی شده علی رغم سادگی و زمان کم برای انجام محاسبات، دارای نتایج با دقت کافی می باشد و قابل اعتماد است.