مهندسی عمران فردوسی
سال:1397 | دوره:31 | شماره:4 |تعداد مقالات:10

در مقاله حاضر نتایج یک مطالعه آزمایشگاهی درزمینه تعیین ابعاد حفره آب شستگی حاصل از جت های ریزشی افقی آزاد در پایین دست دریچه های سد های مخزنی ارائه شده است. هندسه حفره آب شستگی به بسیاری از پارامترها مانند دبی جت آب خروجی از دریچه ها، قطر متوسط رسوبات بستر پایین دست و زاویه برخورد جت های ریزشی در صفحه افقی بستگی دارد. در این مطالعه اثر این پارامترها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور اثر پارامترهای دبی جت آب خروجی از دریچه ها، قطر متوسط رسوبات بستر پایین دست و زاوی برخورد جت های ریزشی در صفحه افقی مورد ارزیابی قرار گرفته است. جت آب از لوله هایی با مقاطع دایره ای به قطر 25/1 اینچ از ارتفاع ثابت 95 سانتی متر برروی بستر رسوبات پایین دست ریزش می نمود. کف حوضچه پایین دست با سه نوع رسوب غیر چسبنده یکنواخت با قطر متوسط معادل 7/1، 2/3 و 75/6 میلی متر تا ارتفاع 20 سانتی متر پوشانده شد. آزمایش ها با دبی های متفاوت در محدوده 32/1 تا 14/5 لیتر بر ثانیه انجام گرفت. نتایج پژوهش نشان می دهد در تمامی آزمایش های انجام شده حفره آب شستگی در پایین دست مخزن تشکیل شده و با افزایش دبی، مقدار عمق آب شستگی افزایش یافته است. آنالیز حساسیت صورت گرفته بر رابطه عمومی معرفی شده در این پژوهش حاکی از آن است که اعمال 20 ± درصد تغییر در پارامترهای دبی جت، قطر متوسط رسوبات بستر و زاویه برخورد جت های ریزشی در صفحه افقی درمجموع عمق نسبی آب شستگی را به ترتیب 33/12، 23/6 و 03/34 درصد تحت تاثیر قرار می دهد.

مقاله پیش رو فرایند نوینی در کنترل فعال سازه ها دربرابر بار دینامیکی ناشی از زلزله، برمبنای روش های جستجوی عددی هوشمند ارائه می دهد. در اینجا، با متصل کردن عملگر دینامیکی به درجه های آزادی سازه و استفاده از روش الگوریتم ژنتیک پیشنهادی برای یافتن نیروهای کنترلی مناسب در هرگام زمانی باتوجه به وضعیت جابه جایی گره ها، تغییرمکان سازه کنترل و کمینه می شود. جابه جایی های گره ای سازه در هرگام زمانی با حل معادله های تعادل دینامیکی به دست می آیند. با ارزیابی این جابه جایی ها و استفاده از تابع هزینه پیشنهادی، نیروهای عملگرها با فرایند تخمین-تصحیح الگوریتم ژنتیک تعیین می شوند. هم چنین، به دلیل ماهیت تخمین-تصحیح روش الگوریتم ژنتیک، اثر تاخیر زمانی در کنترل نوسان های سازه درنظر گرفته می شود. برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی در کنترل نوسان های سازه، سه نمونه عددی به کار می رود و نتایج با روش سامانگر درجه دوی خطی (LQR) مقایسه می گردند. بر این اساس، روش پیشنهادی توانایی مناسبی برای کنترل نوسان های سازه دارد.

در این پژوهش به لحاظ ارزش والای آثار معماری سنگی ایران و ضرورت حفظ و نگه داری آنها برای آیندگان، پژوهشی بر ارتقای خواص مکانیکی سنگ آهکی (سنگ آهک ماسه دار) به کاررفته در معماری پاسارگاد از طریق استفاده از ماده نانوسیلیکات (SiO2) به عنوان استحکام بخش برای بهبود خواص مکانیکی سنگ و درنتیجه افزایش عمر این نوع سنگ ها انجام گرفت. در این راستا خواص جذب آب، ضریب نفوذپذیری آب، درصد تخلخل و آزمون های پیرسازی تسریعی از طریق استانداردهای اروپایی (UNE-EN) انجام گرفتند؛ علاوه بر آن تغییرات سرعت امواج التراسونیک در بافت سنگ ها طی آزمون های پیرسازی اندازه گیری شدند و هم چنین تغییرات سختی سطحی توسط دستگاه نیمه مخرب Micro-drilling موردارزیابی قرار گرفتند. نانوسیلیکات نرخ جذب آب و خشک شدن را حدودا 11 درصد و جذب مویرگی آب را تا حدودی کاهش داد، اما ضریب نفوذپذیری آب نسبتا بدون تغییر باقی ماند. درمقابل، تخلخل سنگ 14 درصد کاهش یافت و مقاومت سطحی آن 20 درصد افزایش پیدا کرد. ارتقای خصوصیات مکانیکی ازطریق افزایش سختی سطحی، افزایش مقاومت دربرابر پیرسازی های تسریعی و کاهش تخلخل از نتایج مثبت حاصل نانوسیلیکات در ارتقای خصوصیات مکانیکی و دوام سنگ آهکی پاسارگاد هستند.

وجود آسیب یا ترک در سازه ها باعث تغییر در پارامترهای مودال می شود و فرکانس های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی آنها را تحت تاثیر قرار می دهد؛ بنابراین می توان از تغییر پارامترهای مودال، برای شناسایی آسیب در سازه ها استفاده نمود. تاکنون بیشتر تحقیقات انجام شده در تشخیص آسیب در مسائل یک بعدی نظیر تیرها متمرکز بوده است و تحقیقات جامعی برای شناسایی آسیب در سازه های دوبعدی و بالاتر وجود ندارد. به نظر می رسد، دلیل این کار مدت زمان بسیار زیاد تحلیل درصورت مدل سازی با روش اجزای محدود باشد که در این مقاله دو راهکار برای کاهش هزینه محاسبات ارائه شده است. ابتدا با انجام تحلیل حساسیت از شبکه های اجزای محدود درشت تری استفاده شده است. در راهکار دوم به جای استفاده از الگوریتم ژنتیک در مسائل مورد بررسی، از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات استفاده شده است که زمان لازم برای تشخیص آسیب ها را کاهش دهد. هدف این تحقیق شناسایی وجود، مکان و شدت آسیب در سازه های دوبعدی تنش یا کرنش مسطح بااستفاده از ترکیب اطلاعات فرکانس های ارتعاشی و شکل مودهای ارتعاشی سازه ها می باشد. برای این منظور، با مدل سازی اجزای محدود سازه های دوبعدی با برنامه نویسی در محیط MATLAB، اعمال سناریو های مختلف آسیب و بااستفاده از توابع هدف پیشنهادی، مکان و شدت هر نوع آسیب احتمالی از تکنیک بهینه سازی الگوریتم ژنتیک تعیین می شود. مثال های عددی ارائه شده نشان می دهد که وجود آسیب، مکان آسیب و شدت آسیب در مسائل دوبعدی با راهکارهای ارائه شده به طور کامل قابل شناسایی می باشند.

در این مقاله بااستفاده از تکنیک مدل سازی فیزیکی به مطالعه آزمایشگاهی دیوار حائل شمع درجا با مهاربندی انکراژ در خاک ماسه ای پرداخته شده است. نتایج کل آزمایش ها در این پژوهش حاکی از آن است که نسبت بیشینه تغییرمکان جانبی دیوار به عمق گودبرداری () در محدوده %145/0 الی %51/0 قرار دارد. هم چنین، نسبت بیشینه نشست سطح زمین به عمق گودبرداری () در محدوده %11/0 الی %76/0 اندازه گیری شده است. هم چنین، در این پژوهش به بررسی مکان بیشینه جابه جایی جانبی دیواره، تعیین الگوی نشست سطحی زمین به منظور استفاده برای مطالعات آزمایشگاهی و نیز، تعیین عمق مدفون دیواره شمعی پرداخته شده است.

در این پژوهش یک روش نوین موسوم به M5، برای به دست آوردن معادلات پیش بینی حرکات نیرومند زمین مورد استفاده قرار گرفت. بیشینه شتاب زمین و بیشینه سرعت زمین بااستفاده از بزرگی زمین لرزه، فاصله منبع تا سایت، متوسط سرعت موج برشی و مکانیسم گسلش و نیز بهره گیری از پایگاه داده های گسترده پژوهشگاه مهندسی زمین لرزه (PEER) فرمول بندی شدند. برای اعتبارسنجی، مدل حاصل با مدل های شناخته شده مقایسه گردید. تحلیل حساسیت و آنالیز پارامتریک برای تعیین اهمیت پارامترهای موثر بر مدل و حساسیت آن به تغییرات پارامترها انجام شد. معادلات پیشنهادی بسیار آسان است و می توان آنها را با اطمینان برای اهداف پیش طراحی استفاده نمود.

یکی از مهم ترین عوامل موثر بر قابلیت بهره برداری سازه ها، تغییرمکان قائم در اعضای بتنی می باشد. در این مقاله تغییرمکان قائم کوتاه مدت تیر های بتن آرمه با میلگردهای فولادی و میلگردهای کامپوزیت FRP، با مدل سازی در نرم افزار آباکوس مورد مطالعه قرار گرفت. برای انواع مختلف میلگردهای فولادی و FRP، دوازده تیر بتن آرمه مورد تحلیل قرار گرفت و ممان اینرسی موثر و تغییرمکان قائم حاصل با روابط ACI 440. 1R-15 و روابط پیشنهادی سایر محققان مقایسه گردید. پس از تحلیل مشخص شد که برای جلوگیری از شکست ناگهانی تیر بتن آرمه با میلگرد FRP، بهتر است تیر بتنی با نسبت آرماتور بالا طراحی شود. باتوجه به نمودارهای نیرو-تغییرمکان قائم تیرهای بتنی مسلح با میلگرد های کامپوزیت FRP، استفاده از میلگردهای کامپوزیت کربن (CFRP) در محیط های خورنده، جایگزین مناسبی برای میلگردهای فولادی می باشد. با مقایسه روابط مختلف مشخص شد که استفاده از روابط بیشف-گروس و بیشف-اسکانلون در تیرهای مسلح شده با میلگردهای کامپوزیت شیشه (GFRP) و آرامید (AFRP) به ترتیب با خطای کمتر از دو درصد و ده درصد برای تعیین تغییرمکان قائم در این تیرها مناسب می باشد. نتایج تحلیل بیانگر آن است که روابط پیشنهادی محققان مختلف، برای تمام انواع میلگرد FRP نتایج قابل قبولی را ارائه نمی نماید و برحسب میلگرد مورد استفاده باید از رابطه خاصی استفاده گردد.

زلزله در طول تاریخ سرمنشا بسیاری از خرابی ها و تلفات انسانی قابل توجه بوده است و همواره نگرانی های زیادی درخصوص تخریب سازه های عظیمی چون سدها، به واسطه زیان های مالی و جانی قابل توجه ناشی از آن و نیز رها شدن کنترل نشده آب به سمت شهرها و روستاهای متمرکز در پایین دست آن وجود داشته است. یکی از پرکاربردترین روش های مقابله با خطرهای زلزله، تحلیل ریسک لرزه ای سازه ها می باشد. در این تحقیق به بررسی انواع تحلیل ریسک های لرزه ای مورداستفاده در سدها پرداخته شده است و تحلیل خطر زلزله برای سد چاه نیمه زابل انجام شده و تحلیل ریسک نیمه کمی برای سد چاه نیمه زابل باتوجه به تحلیل خطر زلزله در محل موردنظر به دست آمده است؛ به طوری که این سد در دسته بندی ریسک متوسط قرار می گیرد و نیاز به طراحی مجدد و یا تقویت بدنه سد نیست. نتایج این تحقیق می تواند به عنوان راهنمایی برای تحلیل ریسک لرزه ای سدهای دیگر کشور مورداستفاده قرار گیرد.

این مقاله به بررسی آزمایشگاهی رفتار شش تیر بتن مسلح طره ای ساخته شده با بتن HPFRCC با دو نوع درصد الیاف و دو نوع خاموت گذاری (فشرده و غیرفشرده) در ناحیه ویژه تحت بارگذاری استاتیکی می پردازد. نتایج نشان می دهد که حضور الیاف به خصوص در نمونه ها با خاموت غیرفشرده باعث افزایش جذب انرژی و تاخیر در ایجاد گسیختگی در نمونه های با بتن HPFRCC نسبت به بتن معمولی می شود و شکل پذیری تیر های HPFRCC نسبت به تیر مرجع 2 تا 33/2 برابر و باربری آن بین 2 تا 5/17 درصد در نمونه های مختلف افزایش می یابد.

یکی از موارد مهم در طراحی تنداب سرریزها، بررسی خصوصیات و شرایط جریان در مسیر تنداب به واسطه فوق بحرانی بودن جریان است. در تحقیق حاضر ویژگی های هیدرولیکی جریان در تنداب سرریز سد سورک بااستفاده از مدل سازی فیزیکی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل از جنس پلکسی گلاس با مقیاس 1: 50 ساخته شد و برای مدل سازی ریاضی از نرم افزار فلوئنت استفاده گردید. آزمایش ها در 5 دبی متفاوت انجام گرفت و پارامتر های فشار، سرعت و عمق جریان در محور مرکزی و کنار دیواره برداشت گردید. نتایج نشان داد در بین پارامترهای اندازه گیری شده نرم افزار فلوئنت، پارامتر سرعت با کمترین درصد خطا (3/4 درصد) و پارامتر عمق با بیشترین درصد خطا (9/16 درصد) شبیه سازی شده است. هم چنین ضریب نش-ساتکلیف و ضریب تعیین محاسبه شده برای پارامترهای مورد نظر نشان دادند که نرم افزار فلوئنت توانایی شبیه سازی جریان را برروی سرریز های با تغییر شیب ناگهانی دارا می باشد. باتوجه به نتایج شبیه سازی شده و معیارهای RMSE و NRMSE می توان دریافت در نرم افزار فلوئنت درصورت استفاده از روش حل عددی حجم محدود، مدل آشفتگی k-e، RNG، روش تصحیح فشار SIMPLE و روش دو فازی VOF، بیشترین دقت در محاسبه پارامتر های فشار، سرعت و عمق جریان آب در تنداب سرریز مورد مطالعه حاصل می گردد.