نشریه دانشکده مهندسی
سال:1384 | دوره:17 | شماره:1 (ویژه مهندسی عمران) |تعداد مقالات:6

پل ها به طور بالقوه از آسیب پذیرترین سازه های موجود در سیستم های شهری و بزرگراهی در حین زلزله می باشند. بدیهی است که کارآیی لرزه ای سیستم های حمل و نقل و از جمله پل ها نقشی کلیدی در مدیریت بحران زلزله ایفا می نمایند. یکی از روش های نوین مطالعه رفتار لرزه ای سازه ها برای زلزله های آینده، استفاده از منحنی های تقاضای لرزه ای احتمال اندیشانه می باشد. منحنی های تقاضای لرزه ای احتمال اندیشانه (PSDC)، از تحلیل احتمال اندیشانه تقاضای لرزه ای (PSDA) یا به عبارت دیگر از تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA) بدست می آیند. یک PSDC، ارتباطی منطقی بین متغیر مقیاس شدت زلزله (IM) نظیر PGA و PGV و متغیر تقاضای لرزه ای سازه (EDP) نظیر شکل پذیری تغییر مکان نسبی عرشه برقرار می نماید. در این پژوهش نحوه تهیه منحنی های تقاضای لرزه ای احتمال اندیشانه پل ها توسعه داده شده است. برای ارزیابی عملکرد بهینه چنین منحنی هایی، عملکرد لرزه ای یک پل پیش تنیده راه آهن به طول 215 متر به طور کامل، توسط این چنین منحنی هایی و با کمک نرم افزار OpenSees، به صورت 100% سه بعدی المان محدود غیرخطی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی رفتار غیرخطی عرشه های پیش تنیده تحت شتاب قائم زلزله، بررسی پاسخ سازه به رکوردهای مختلف زلزله و نیز، میزان قابلیت اعتماد به نتایج وابسته به مقیاس های مختلف شدت زلزله، از دیگر بخش های این پژوهش می باشد. برای مطالعه نتایج تحلیل، یک بسته نرم افزاری در محیط Matlab تهیه شده است. مدل سازی کامل پل با استفاده از مدل های غیرخطی سه بعدی و شش مولفه ای، به همراه مدل سازی کامل رفتار کوله ها، بالشتک ها، اثر سقوط عرشه از روی نشیمن و اندرکنش غیرخطی خاک – سازه از مزیت های این پژوهش نسبت به کارهای مشابه می باشد.

در این مقاله تقریب های مختلف زمانی، برای منفصل سازی جریان آلوده در محیط متخلخل ارایه شده است. برای استفاده از هر تقریب، باید رفتار آن مشخص گردد. پس از معرفی تقریب های لازم، برای هر تقریب محدوده عملکرد با انجام آزمایش های عددی تعریف شده است. سپس عملکرد تقریب های مختلف زمانی برای منفصل سازی جریان آلوده در محیط متخلخل به روش حجم محدود، در قالب آزمایش های عددی ارایه شده است. روش تقریب اولر متکی به بالادست (Upwind) در منفصل سازی زمانی معادلات، دارای نوسانات غیر فیزیکی می باشد. روش اسدریک در ارتباط با انتقال بسیار سریعتر از روش کرنک – نیکلسون عمل می نماید. این تقریب دارای نوسانات کمتری است. کاربرد تقریب فرس (Frace) در ارتباط با انتقال مناسب است. این تقریب دارای نوسانات ضعیفی می باشد. روش تقریب وثوقی فر در ارتباط با انتقال و پخش دارای کارایی مناسبی می باشد. برای بررسی عددی انتقال و پخش آلودگی در محیط متخلخل، این روش توصیه می گردد.

کاربرد داده های آزمایش های درجای SPT و CPT در ارزیابی توان باربری قائم پی های عمیق به عنوان مکمل تحلیل استاتیکی عملی رایج می باشد. در پژوهش حاضر، برای تعیین ظرفیت باربری بر اساس N (تعداد ضربات حاصل از (SPT و یا مقادیر معادل مقاومت کف qc آزمایش نفوذ مخروط (CPT)، روشی برای پی های عمیق ارایه شده و با روش های جاری مقایسه شده است. در روش پیشنهادی، افزون بر سادگی، به جنبه های گستره ناحیه گسیختگی و معیار بار حدی شمع پرداخته شده است. 53 مورد عملی پی عمیق شامل نتایج آزمایش بارگذاری استاتیکی و نتایج SPT یا CPT انجام شده در مجاورت آنها، برای ارزیابی روش جدید و نیز روش های متداول جمع آوری شده است. با استفاده از 19 مورد عملی روش های تفسیر نتایج آزمایش بارگذاری و معیار گسیختگی شمع ها نظیر فرورفت کامل ارزیابی شدند. مقایسه خطاهای حاصل از پیش بینی ظرفیت باربری روش های مختلف با استفاده از معیارهای گرافیکی، عددی و احتمال تجمعی انجام شده است. نتایج بررسی ها حاکی از این است که روش جدید مبتنی بر نتایج مستقیم SPT و یا SPT معادل CPT ظرفیت باربری پی های عمیق را با دقت و صحت بیشتری نسبت به روش های رایج پیش بینی می نماید. افزون بر این، ارزیابی روش های پیش بینی کننده بر مبنای داده های SPT معادل CPT نشان دهنده خطای متوسط کمتری نسبت به داده های SPT برای تمامی روش ها می باشد.

هدف از این تحقیق، تعیین مدلی برای پیش بینی مقدار نسبت باربری کالیفرنیا (California Bearing Ratio) CBR برای مصالح اساس و زیراساس مورد استفاده در ایران است به گونه ای که بتوان با داشتن منحنی دانه بندی و دانسیته خاک، مقدار CBR را تعیین نمود. بدین منظور، تعداد 367 آزمایش CBR بر روی 29 نوع مصالح اساس و زیراساس با درصد تراکم ها و درصد ریزدانه های مختلف انجام پذیرفت و در نهایت روابطی با دقت بالا برای تعیین CBR بدست آمد.

پژوهش حاضر تغییرات تنش اصلی میانی، σ2، را در حالت کرنش صفحه ای (ε2=0) که در سازه های خاکی نظیر دیوارهای حایل، سدهای خاکی و پی های نواری اتفاق می افتد، مورد بررسی قرار می دهد. به این منظور آزمایش هایی بر روی ماسه متراکم و ماسه سست با استفاده از دستگاه برش دو محوری که قادر به شبیه سازی کرنش صفحه ای و نیز اندازه گیری تغییرات σ2 در حین آزمایش می باشد، انجام داده شد. نتایج آزمایش ها نشان دهنده این نکته اساسی است که اگرچه تغییرات تنش – کرنش و نیز نسبت تنش در گسیختگی مستقل از مقدار اولیه σ2 است، اما تغییرات ضریب "b" که بیانگر موقعیت نسبی تنش اصلی میانی نسبت به دو تنش اصلی دیگر می باشد به مقدار اولیه σ2 وابسته است. این موضوع نشان می دهد که اگر مقدار اولیه σ2 ساختار ناهمسانگرد جهت دار در نمونه ایجاد نماید، این ساختار نقشی در رفتار تنش کرنش نمونه بازی نمی کند. همچنین، در این تحقیق روابط حاکم بر تنش – کرنش و نیز رابطه بین تنش ها در حالت کرنش صفحه ای که توسط پژوهشگران گوناگون ارایه گردیده است، مورد بررسی قرار گرفته و روابطی جدید که با دقت بیشتری می تواند رفتار تنش – کرنش و تغییرات حجمی مواد دانه ای را شبیه سازی نماید، پیشنهاد شده است.

به منظور تعیین درصد بهینه مقدار پوزولان های سیرجان و گدارسفید بافت واقع در استان کرمان به عنوان جایگزین انواع سیمان، نخست میزان فعالیت پوزولانی آن ها با دو روش تعیین گردیده و سپس مخلوط های مختلف بتنی با درصدهای متفاوت پوزولان جایگزین تهیه و مقاومت فشاری نمونه ها در سنین مختلف به دست آمده است. بر مبنای نتایج مقاومت فشاری 28 روزه، درصدی از پوزولان ها که به نظر می رسد برای جایگزینی مناسب باشند، به عنوان درصد بهینه انتخاب گردیده و با انجام آزمایش های طولانی مدت گوناگون، خواص مکانیکی بتن های پوزولانی با نمونه های شاهد مقایسه شده و به صورت کیفی مورد مطالعه قرار گرفته اند. همچنین با توجه به نقش مهم دوام، نمونه های بتنی با و بدون پوزولان های یاد شده با انواع سیمان ها تهیه و برای شرایط مختلف محیطی مورد ارزیابی قرار گرفته اند.