مهندسی عمران امیرکبیر
سال:1400 | دوره:53 | شماره:2 |تعداد مقالات:21

روش تحلیل پلاستیک از جمله موثرترین و پرکاربردترین روش ها در این حوزه می باشد. با وجود این که استفاده از روش تحلیل پلاستیک در قاب های خمشی به صورت دستی امری بسیار زمان بر و خسته کننده می باشد، روند تحلیل ساده بوده و محققین متعدد در این حوزه فعالیت هایی داشته اند. لکن تحلیل قاب های مهاربندی به دلیل مسئله کمانش مهاربندها و وجود نیروهای محوری و برشی در اعضای قاب بسیار پیچیده بوده و لذا تحقیق چندانی در این حوزه انجام نشده است. در این تحقیق ابتدا روشی ویژه جهت تحلیل پلاستیک قاب های فولادی مهاربندی بر اساس روش ترکیب مکانیزم های پایه ارایه شده است و در ادامه با استفاده از الگوریتم ژنتیک، برنامه مدونی جهت تعیین مکانیزم خرابی و بار فروریزش قاب های فولادی مهاربندی بر اساس این روش ابداعی ارایه شده است. مقایسه نتایج نشان می دهد روش ارایه شده بسیار دقیق بوده و با دقت بالایی توانایی تعیین مود خرابی و بار معادل آن را دارد. بر این اساس، سه قاب فرضی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. مکانیزم فروریزش متناظر با ضریب بار فروریزش بحرانی، با کمک تیوری کار مجازی و بهینه یابی با استفاده از الگوریتم ژنتیک بدست آمد. به منظور صحت سنجی، یک تحلیل پوش اور هم برای تعیین مود فروریزش در هر مثال انجام شد. در دو مثال اول که سازه ها کوتاه مرتبه تر بودند، مود فروریزش هر دو روش یکسان بود. در حالی که اندکی خطا در تشکیل مفاصل در قاب بلندمرتبه مشاهده شد که این خطا به دلیل تفاوت بین دو روش تحلیل در برخی قاب های خمشی هم مشاهده شده بود.

در این تحقیق، فرآیند جذب سولفات به کمک گل قرمز فعال در یک سیستم ناپیوسته و به روش تک فاکتوریل (OFAT) مورد بررسی قرار گرفت. خصوصیات جاذب و صحت فرایند فعال سازی به کمک آنالیز های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، سطح ویژه BET، پراش اشعه ایکس(XRD) و XRF بررسی و تایید شد. فرآیند جذب سولفات در حجم 200 میلی لیتر و دور همزن rpm 150 انجام شد. شرایط بهینه جذب برای جاذب در مدت زمان تعادلی 90 دقیقه، غلظت اولیه 100 میلی گرم بر لیتر، 4 = pH، دمای °, C 65 و مقدار جاذب g/L 5/7 بدست آمد. راندمان حذف سولفات در شرایط بهینه 1/73 درصد بدست آمد. مطالعات ترمودینامیکی جذب نشان داد که فرآیند جذب در تمامی دماهای بررسی شده به صورت کاملا خود به خودی انجام شد. سینتیک جذب سولفات بر روی سطوح گل قرمز فعال از معادله شبه درجه دوم پیروی کرد. ایزوترم جذب به خوبی و با ضریب تشخیص 994/0 بر معادله ایزوترمی لانگمویر منطبق شد و ظرفیت جذب حداکثری آن طبق ایزوترم لانگمویر 07/13 میلی گرم سولفات بر گرم جاذب به دست آمد. نتایج حاصل شده از این تحقیق نشان داد که جاذب فعال شده با توجه به هزینه پایین ماده اولیه و مقدار ظرفیت جذب مورد قبول آن می تواند به عنوان جاذب کم هزینه مورد توجه قرار گیرد.

بررسی خسارت های ناشی از زلزله های گذشته مانند زلزله ی کرمانشاه، موید این مطلب است که ساختمان هایی که دارای نامنظمی از نوع طبقه نرم هستند، آسیب های بیشتری را در زلزله تجربه کرده اند. همچنین پس لرزه ی زلزله های گذشته موجب افزایش آسیب در ساختمان ها گردیده است، درصورتی که در آیین نامه های فعلی اثر پس لرزه در محاسبات طراحی دیده نمی شود. در این پژوهش به منظور مشاهده اثرات نامنظمی و پس لرزه در سازه های بتن آرمه، منحنی های شکنندگی برای مدل های سه، پنج و هشت طبقه با سیستم لرزه ای قاب خمشی بتن آرمه، دارای طبقه نرم و خیلی نرم تحت اثر زلزله اصلی و توالی زلزله و پس لرزه بررسی شده است. این مدل ها مطابق با ضوابط آیین نامه های ایران طراحی و پس از نهایی شدن مقاطع، سازه در نرم افزار OpenSees به صورت سه بعدی مدل سازی گردید. سپس با انتخاب تعدادی شتاب نگاشت مناسب و سازگار با شرایط منطقه، مدل ها تحت تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده IDA قرار می گیرند و بیشترین دریفت طبقات به عنوان پارامتر تقاضا محاسبه شده است، با انتخاب ظرفیت تغییر مکان نسبی سطوح عملکرد لرزه ای چهارگانه آسیب جزیی، متوسط، گسترده و کامل از آیین نامه Hazus آمریکا و با استفاده از روابط قابلیت اعتماد سازه ها منحنی های شکنندگی لرزه ای این سیستم برای چهار سطح آسیب متفاوت محاسبه شد. نتایج تحلیل های غیرخطی حاکی از آن است که در مدل های پنج و هشت طبقه در مقایسه با مدل سه طبقه تاثیر نامنظمی طبقه نرم و اثر پس لرزه در افزایش آسیب پذیری ساختمان بیشتر بوده است و با افزایش ارتفاع سازه از میزان تاثیر نامنظمی طبقه نرم و پس لرزه در آسیب پذیری ساختمان کاسته شده است.

ستون های مرکب دو لایه نیز از خانواده ستون های مرکب CFDSTمی باشد که از دو جداره فولادی دایره تشکیل شده و به صورت هم مرکز مونتاژ می-گردد و بین این دو جداره با بتن پر می گردد. در این نوع از ستون ها اثر مهم بتن این است که کمانش موضعی جداره فولادی را به تاخیر می اندازد و خود بتن در حالت محصور شدگی قادر است کرنش ها و تنش های بالاتری را نسبت به حالت غیر محصورشدگی تحمل کند. از مزایای ستون های مرکب دو لایه نسبت به ستون های مرکب تک لایه می توان به وزن کمتر ستون های مرکب دو لایه، شکل پذیری بیشتر و تحمل نیروهای محوری بیشتر اشاره کرد. رفتار این ستون ها تحت بار محوری خالص مورد توجه است لذا بررسی رفتار ستون های مرکب دو لایه تحت اثر بار محوری برای رفتار نزدیک به واقعیت این ستون ها از اهمیت ویژه ای برخوردار خواهد بود. در این مقاله ظرفیت ستون های دو جداره فولادی پر شده با بتن با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS تحت اثر فشار محوری بررسی شده است. در این تحقیق با تغییر پارامتر های ضخامت لایه ها و قطر هسته داخلی و وجود و عدم وجود بتن درون هسته، مقاطع با یکدیگر مقایسه گردیدند. بررسی ها نشان دادند که ستون های دایره ای با افزایش قطر هسته به طور حتم ظرفیت باربری آن ها نیز افزایش نمی یابد و پارامتر موثر در این مسئله نسبت ضخامت به قطر (D/t) می باشد. در بحث وجود و عدم وجود بتن در هسته، مسئله محصورشدگی نتیجه مهمی داشته و در نمونه-هایی که بتن هسته موجود بوده ظرفیت مقاطع افزایش یافته است.

جانمایی دینامیکی سایت به معنای شناسایی مکانی بهینه برای تجهیزات موقت، مصالح و سایر ابزار و دفاتر موقت موجود در سایت ساختمانی است. جانمایی داخلی سایت، به عنوان یک مسئله دینامیک طبقه بندی می شود، چرا که تجهیزات مورد نیاز و همچنین نیازهای پروژه در مراحل مختلف و در طول عمر پروژه مدام در حال تغییر است. تحقیقات متعددی در گذشته به این مسئله پرداخته و با ارایه الگوریتم های مختلف، سعی در حل این مسئله پیچیده نموده اند. در این راستا، در این مطالعه یک مدل برنامه ریزی ریاضی خطی برای مسئله جانمایی داخلی دینامیکی پروژه های ساخت با هدف حداقل سازی مجموع هزینه های حمل و نقل بین بخش های مختلف، هزینه مکانیابی مجدد و هزینه جابجایی بین انبار و تجهیزات توسعه داده شده است. از آنجاییکه پیچیدگی مدل پیشنهادی با افزایش ابعاد مسئله زیاد می شود، به منظور حل آن یک الگوریتم بهینه سازی علفهای هرز ارایه شده است. نتایج محاسباتی، نشان-دهنده تنوع در جواب های بدست آمده از چیدمان بخش های مختلف با توجه به اولویت های در نظر گرفته شده برای آنهاست، بطوریکه با تغییر اولویت تجهیزات مختلف، چیدمان بهینه ای از آنها در کارگاه با کمترین فاصله ایجاد خواهد شد. اعتبارسنجی مدل پیشنهادی از طریق مقایسه نتایج بدست آمده از الگوریتم پیشنهادی برای مسئله در ابعاد کوچک با نتایج بدست آمده از حل آن در نرم افزار GAMS انجام گرفته است. همچنین بررسی سناریوهای مختلف، حاکی از عملکرد مناسب الگوریتم بهینه سازی علفهای هرز پیشنهادی بوده است.

در روش های متداول طراحی لرزه ای، که نیروی اعضا به حد مقاومت محدود می گردند، عملکرد سازه بطور مستقیم در طراحی وارد نمی شود. تنها موردی که در روش نیرو بعنوان کنترل عملکرد سازه لحاظ می گردد، کنترل دریفت سازه در گام نهایی طراحی است. این ضعف روش طراحی مبتنی بر نیرو، سبب شده که توجه ویژه ای به روش های طراحی مبتنی بر عملکرد معطوف گردد. روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد یکی از روش های طراحی عملکردی است که در آن سطح خرابی و مکانیزم خرابی مطلوب در گام های نخستین طراحی از پیش مشخص است. انتظار می رود که سازه طراحی شده با روش مذکور از لحاظ رفتاری انطباق بیشتری با مکانیزم مطلوب داشته باشد. در این تحقیق هر دو روش طراحی برای سازه های چهار، هشت، دوازده و شانزده طبقه بکارگرفته شده و رفتار غیر خطی سازه ها با تحلیل های غیر خطی استاتیکی و دینامیکی بررسی شده است. تحلیل های انجام شده نشان می دهد سازه های طراحی شده با روش پلاستیک بر اساس عملکرد دارای مکانیزم خرابی نزدیکتری به آنچه در روند طراحی فرض شده است، می باشند. همچنین سازه های مذکور در تحلیل استاتیکی غیرخطی، شکل پذیری بیشتری از خود نشان داده اند. در این سازه ها، توزیع مفاصل پلاستیک در تحلیل دینامیکی غیرخطی به صورت یکنواخت و فراگیر است. همچنین تمرکز خرابی شدید و مکانیزم موضعی در ستونهای سازه های طراحی شده با روش طراحی پلاستیک براساس عملکرد به دلیل مقاومت بیشتر آن ها ایجاد نمی شود.

در عملیات آتشکاری در تونل ها، بروز عقب زدگی ناشی از انرژی زیاد مواد منفجره مشکلات فراوانی را به دنبال دارد. در این پروژه سعی می شود با اجرای آتشکاری کنترل شده به روش پیش شکافی در یکی از تونل های پیشروی معدن مس چهل کوره زاهدان، مشکلات بوجود آمده در اثر اجرای آتشکاری به روش غیر کنترلی تا حد زیادی برطرف شود. بمنظور طراحی الگوی آتشکاری در مقطع تونل روش های «تیوری انتقال انرژی» و «نیترونوبل(سویدی)» با چال های موازی و زاویه ای بررسی شد که در نهایت الگوی آتشکاری براساس «تیوری انتقال انرژی» با چال های موازی به عنوان طرح نهایی انتخاب و الگوی چال های کنترلی نیز به روش «پیش شکافی» طراحی شد. سرانجام طرح پیشنهادی در تونل پیشروی معدن چهل کوره اجرا شد. مشاهده نتایج آتشکاری بر اساس طرح پیشنهادی نشان داد که سطح سینه کار و سقف و دیواره ها، نسبت به اجرای آتشکاری بر اساس طرح فعلی، بسیار صاف تر ایجاد شده اند که این امر موجب انطباق بیشتر و بهتر واحد های نگه داری با دیواره و سقف و جلوگیری از افزایش تمرکز تنش برآنها می شود. جهت ارزیابی عملکرد آتشکاری کنترل شده پیش شکافی بصورت کمی از فاکتور QCB استفاده شد که پس از بکارگیری فاکتور مذکور عملکرد آتشکاری کنترل شده در تونل پیشروی معدن چهل کوره بر اساس طرح پیشنهادی، عالی ارزیابی شد.

سیستم حمل ونقل ریلی نقش مهم و حیاتی در توسعه اقتصاد کشورها دارد. این سیستم در طول زمان بر اساس بهره برداری و شرایط آب و هوایی فرسوده می شود و به تعمیر و نگهداری نیاز دارد. یکی از اهداف این عملیات، نگهداری خطوط در یک وضعیت قابل قبول و جلوگیری از انحراف بیش ازحد آن ها نسبت به وضعیت مطلوب است. در راه آهن سامانه مدیریت تعمیر و نگهداری خط آهن جهت بهینه کردن فعالیت ها و کاهش هزینه های مرتبط با آن ها مطالعه و پیاده سازی شده است. چنین سامانه هایی برای پیش بینی وضعیت آتی خرابی، از تکنیک های مختلفی استفاده کرده اند. انتخاب بهترین سیاست تعمیر و نگهداری هدف این سامانه ها است. برای اینکه سیاست اتخاذی، بهترین و مقرون به صرفه ترین انتخاب باشد، نیاز است که تحلیل هزینه دوره عمر صورت پذیرد. در ادامه به کمک مدل پیش بینی زوال مارکوف پیشین، مدل هزینه دوره عمر برای بالاست و ریل به عنوان اجزای نگران کننده پیشنهاد می شود. در انتها مشخص شد که هزینه های اصلی در بخش بالاست مربوط به هزینه نوسازی بالاست و عدم در دسترس بودن خط است. همانگونه که مشاهده شد کمترین هزینه دوره عمر بالاست در بازه تناژ 100 تا 150 میلیون تن ناخالص رخ می دهد. در این مطالعه با فرض تناژ سالیانه (16 میلیون تن ناخالص) که پیشتر عنوان شد، نتیجه می شود که عمر نوسازی بالاست حدودا 6 تا 10 سال است. این عدد برای ریل 500 تا 540 میلیون تن ناخالص است که معادل 30 تا 35 سال است.

با گسترش مناطق صنعتی، فلزات سنگین از طریق پساب های صنعتی و یا نشت از مخازن ذخیره وارد محیط زیست گردیده، که پیامد آن آلودگی خاک و آب های زیرزمینی به این ترکیب های سمی شده است. نشت فلزات سنگین از قبیل سرب، روی، کادمیم و. . . علاوه بر اینکه یکی از بحران های محیط زیستی می باشد، منجر به تغییرات پارامترهای مقاومتی خاک نیز می گردد. جنس خاک و میزان غلظت آلاینده از پارامترهای تاثیر گذار بر روی رفتار خاک های آلوده می باشد. در این تحقیق به کمک آزمایش های سه محوری به بررسی رفتار خاک های ماسه ای با درصدهای مختلف کایولینیت در دو حالت آلوده و غیرآلوده با فلز سنگین سرب پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد افزایش غلظت سرب باعث کاهش پیوند هیدروژنی بین ذرات کایولینیت و کاهش مقاومت خاک آلوده گردیده است. به طوریکه با افزایش غلظت آلاینده تا ppm 20000 مقاومت خاک ماسه رس دار با 15% و 25% کایولینیت به ترتیب 18% و 24% کاهش یافت. در ادامه به منظور بررسی اثر نوع کانی رسی در خاک های آلوده، پارامترهای مقاومتی خاک های حاوی کایولینیت و بنتونیت با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد با تغییر در نوع کانی رسی در خاک های آلوده با فلز سنگین، پارامترهای مقاومتی روند متفاوتی خواهند داشت. افزایش غلظت آلاینده سرب در خاک حاوی بنتونیت، منجر به ایجاد ساختار فلوکوله ای و افزایش مقاومت برشی شده است. همچنین افزایش غلظت نیترات سرب در خاک های بنتونیت دار سبب افزایش 20% تا 30% مقاومت خاک آلوده گردید.

تشخیص بهنگام آسیب پل ها یکی از دغدغه های همیشگی مهندسین بوده است. در این مقاله تلاش شده با ارایه ی روش جدیدی براساس پاسخ های شتاب سازه و دامنه های آنی آنها، محل آسیب در عرشه ی پل ها تشخیص داده شود. برای این منظور، ابتدا براساس پاسخ های شتاب، مقادیر دامنه آنی پاسخ های سازه ی سالم و آسیب دیده از طریق تبدیل هیلبرت-هوآنگ HHT محاسبه شده است. در ادامه، با معرفی شاخص جدید آسیب همبستگی متقابل (DICC) به تعیین محل های آسیب در حالت های کلی(Global) و موضعی (Local) پرداخته شده است. برای ارزیابی امکان پذیر بودن، و تخمین قابلیت اعتماد روش های پیشنهادی در تشخیص آسیب در دو سطح کلی و موضعی، از چند مدل تحلیلی پل بتنی یک تا سه دهانه، و همچنین یک مدل آزمایشگاهی تیر دو سر ساده فلزی استفاده شده است. از طرف دیگر، به منظور درنظرگرفتن اغتشاشات محیطی در هنگام برداشت داده ها، مقدار نوفه مشخصی به پاسخ های تحلیلی اضافه شده است. به این ترتیب شرایط برداشت داده های حقیقی در محل مشابه سازی شده است. نتایج ارزیابی ها در مدل های تحلیلی و آزمایشگاهی نشان دادند که روش پیشنهادی، می تواند برای سناریوهای مختلف آسیب، محل های آسیب را با دقت کافی تعیین نمایند. همچنین نتایج روش شاخص آسیب همبستگی متقابل DICC برای تمامی مدل های تحلیلی و آزمایشگاهی، بیانگر این نکته است که با ارزیابی سریع تر توانست است نتایج دقیق تری را ارایه دهد.

با توجه به روند افزایشی مصرف انرژی در سطح جهان و آثار مخرب زیست محیطی ناشی از آن و با توجه به بکارگیری منابع تجدیدناپذیر انرژی نظیر سوخت های فسیلی، توجه به بحث مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی اهمیت بیشتری یافته است. با توجه به سهم 40 درصدی صنعت ساختمان از کل مصرف انرژی و همچنین سهم 80 درصدی انرژی مصرفی دوره بهره برداری از کل انرژی مصرفی در طول چرخه حیات ساختمان، توجه به حوزه های مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی در طول دوره بهره برداری ساختمان ها می تواند تاثیرات عمده ای بر بهبود مصرف انرژی داشته باشد. در پژوهش حاضر ضمن شناسایی ابزارهای مدیریت هوشمند انرژی سیستم های سرمایش و گرمایش ساختمان و مطالعه پژوهش های پیشین و ارزیابی تاثیرات بکارگیری ابزارهای مدیریت مصرف انرژی ساختمان، تاثیرات اقتصادی و زیست محیطی بکارگیری این ابزارها بر روی میزان مصرف انرژی سالیانه در یک ساختمان اداری در شهر تهران به عنوان مطالعه موردی بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده کاهش 32 درصدی میزان انرژی مصرفی و همچنین کاهش قابل توجه انتشار آلاینده های زیست محیطی در حالت هوشمند در مقایسه با حالت پایه است. علاوه بر آن با در نظر گرفتن هزینه های اجتماعی ناشی از انتشار آلاینده های زیست محیطی و همچنین دوره بازگشت سرمایه سعی شده است تا عوامل موثر در توجیه پذیری اقتصادی بکارگیری سامانه های مدیریت هوشمند سیستم های سرمایش و گرمایش مشخص شود.، بکارگیری فناوری های مدیریت هوشمند انرژی ساختمان می تواند به عنوان گام موثری در زمینه بهینه سازی و مدیریت مصرف انرژی در بخش ساختمان شناخته شود.

در طراحی بهینه گنبد که معمولا برای پوشش فضاهای وسیع و بدون استفاده از تکیه گاه داخلی ساخته می شود، فرم پوسته خارجی گنبد از جهت رویکرد معماری، ظرفیت باربری و سازه ای در بارهای ثقلی و بارهای جانبی نقش اساسی دارند. بنابراین طراح برای طراحی بهینه، علاوه بر زیبایی باید به تاثیر فرم سازه در ظرفیت باربری بارهای ثقلی و جانبی به صورت توام، با توجه به منطقه احداث سازه توجه نماید. در این مقاله اثر ارتفاع قوس بر بار باد سازه های گنبدی شکل تاثیر ارتفاع قوس در گنبدها تحت اثر جریان باد بصورت عددی شبیه سازی و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. از این رو گنبدها با نسبت ارتفاع به دهانه ثابت و ارتفاع قوس های مختلف در زمین نوع C و با سرعت و شدت آشفتگی مطابق آیین نامه ASCE7، شبیه سازی عددی شده است. همچنین مقادیر ضرایب فشار (Cp) بر روی خط مرکزی گنبد در راستای جهت وزش باد، و بر روی حلقه های دور گنبد در ارتفاع های 0، 0. 25h، 0. 5h، 0. 75h و h ارایه شده است. نتایج این مطالعه تاثیر ارتفاع قوس بر توزیع ضریب فشار روی سطح خارجی گنبد، تاثیر تیزی راس گنبد در مقدار حداقل ضریب فشار و تاثیر ارتفاع قوس بر درصد سطح تحت فشار و کشش در گنبدها را نشان می دهد.

خرابی پیشرونده در پلهای کابلی به خصوص در زمان وقوع زمین لرزه های شدید، می تواند پایداری این سازه ها را به طور کلی مورد تهدید قرار داده و منجر به انهدام آن ها شود. لذا در این پژوهش سعی شده تا عملکرد پل های کابلی جداسازی شده با استفاده از جداسازهای نوین غلطکی درون قفس تحت بارهای لرزه ای حوزه ی نزدیک گسل و بعد از حذف یک کابل از آن مورد مطالعه قرار گیرد. به همین منظور پل کابلی بیل امرسون تحت سه رکورد لرزه ای حوزه ی نزدیک و بعد از حذف یک کابل مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر مکانیسم خودنگهدار جداساز غلطکی درون قفس بر ممانعت از وقوع خرابی پیشرونده مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد استفاده از جداساز غلطکی درون قفس با مکانیسم خودنگهدار موجب افزایش سختی جداساز و نیروی مقاوم آن تا 10 برابر شده که کاهش نیروی کابل های مجاور کابل حذف شده را تا 30 درصد موجب می گردد. در نتیجه جابجایی تحت رخداد های لرزه ای حوزه ی نزدیک گسل و تحت پدیده ی حذف کابل تا حدود 45 درصد کاهش می یابد. در مواردی که گسیختگی در بحرانی ترین حالت، یعنی خرابی در کابل متصل کننده ی انتهای عرشه به بالای پایه، مکانیسم خودنگهدار باعث جلوگیری از توسعه ی خرابی به کابل های مجاور شده است. این در حالی است که عدم استفاده از جداساز غلطکی درون قفس و مکانیسم خود نگهدار موجب گسترش خرابی و به طبع آن بروز خرابی پیشرونده و انهدام کامل می گردد.

تثبیت خاک، یکی از مهمترین روش های بهسازی خاک های ضعیف در مهندسی ژیوتکنیک است. تثبیت کننده های سنتی مثل سیمان و آهک از دیرباز تاکنون مورد استفاده و تحقیق قرار گرفته اند اما استفاده از این مواد تثبیت، مشکلات زیست محیطی در پی دارد. لیگنو سولفونات کلسیم یک پلیمر طبیعی است که از پسماند صنعت کاغذ و تمبرسازی تولید می شود و طبق آمار های دولتی سالانه 50 میلیون تن از آن دور ریخته می شود. این پودر قهوه ای رنگ، سمی و خورنده نیست و برای سلامت انسان و محیط زیست خطر آفرین نمی باشد. در این پژوهش اثر افزودن درصدهای مختلف از لیگنو بر حدود اتربرگ، خصوصیات تراکمی و مقاومت تک محوری خاک رس مورد بررسی قرار می گیرد و هم چنین اثر افزودن لیگنو با روش های مختلف اختلاط بر مقاومت خاک و مورفولوژی خاک بررسی می شود. نتایج آزمایش ها نشان داد که افزودن لیگنو به طور کلی باعث بهبود خواص مکانیکی خاک می شود، شاخص خمیری خاک (PI) کاهش، مقاومت و شکل پذیری خاک افزایش می یابد. برای خاک مورد استفاده در این پژوهش، درصد بهینه از افزودنی لیگنو سولفونات کلسیم 1% وزن خشک خاک تعیین شد که توانست پس از 28 روز عمل آوری مقاومت خاک را از 322 به 828 کیلوپاسکال (5/2 برابر افزایش) برساند. همچنین نحوه ی اختلاط نیز بر مقاومت نمونه ها تاثیر به سزایی دارد. در تثبیت خاک توزیع مناسب افزودنی در بین ذرات خاک می تواند بر خصوصیات مهندسی خاک اثر گذار باشد به عنوان مثال نمونه های مخلوط شده به روش های مختلف، مقاومت حداکثری شان تا تا 80% افزایش یافته است.

در بسیاری از مناطق ساحلی به علت کمبود آب شیرین محدودیت های فراوانی برای استفاده در فرآیند تثبیت خاک وجود دارد. از سوی دیگر به علت گستردگی آب های شور در سطح زمین نیاز به مطالعات بیشتری در مورد اثرات استفاده از آب شور در بهسازی خاک است. از این رو در این مقاله با انجام آزمایش های بزرگ ساختاری و ریزساختاری به مطالعه اثر یون های موجود در آب دریا، بر فرآیند تثبیت شیمیایی خاک های رسی با آهک و نانوسیلیس پرداخته شده است. برای تثبیت خاک رس کایولینیت از مقادیر مختلف آهک، نانوسیلیس، آب مقطر و آب دریای خلیج فارس استفاده شده است. نمونه رسی کایولینیت با مقادیر مختلف آهک و نانوسیلیس اصلاح و عمل آوری شده است. در این راستا آزمایش های دانه بندی، حدود اتربرگ، تغییرات pH نمونه-ها، تغییرات مقاومت فشاری در طی زمان مورد بررسی قرار گرفته است و همچنین برای ارزیابی ریزساختاری از آنالیز پراش اشعه ایکس و تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی استفاده شده است. براساس نتایج حاصل شده مقاومت تک محوری نمونه های فاقد مواد افزودنی که با آب دریا ساخته شده اند نسبت به نمونه های حاوی آب مقطر بهبود یافته است. همچنین در حالتی که نمونه ها توسط 6% آهک اصلاح شده اند، مقاومت نمونه های حاوی آب دریا نسبت به نمونه های آب مقطر در دوره عمل آوری 28 روزه 4 درصد افزایش یافته است.

قاب های مهاربندی متداول در مقایسه با قاب های خمشی دارای سختی جانبی بالایی بوده اما شکل پذیری پایینی دارند. قاب های خمشی دارای شکل پذیری بالایی بوده اما به علت سختی جانبی کم به هنگام زلزله تغییرمکان های بزرگی از خود نشان می دهند که مطلوب نیست. در این تحقیق قصد بر این است که با استفاده از استقرار قطعات کمانی شکل بریده شده از ورق فولادی در گوشه قابهای ساده و تسلیم آنها، با ایجاد یک سیستم باربر جانبی مناسب عملکرد لرزهای این قاب های فولادی بهبود یابد. این قطعات به علت وجود خروج از مرکزیت موجود، به صورت اندرکنشی از نیروی محوری و لنگر خمشی تسلیم شده و مشابه یک میراگر جاری شونده، انرژی ورودی را مستهلک می کنند. در این مطالعه، ابتدا منحنی هیسترزیس قطعات کمانی شکل با فولاد ST37، با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس به دست آمد و سپس این عضو کمانی با تطابق منحنی هیسترزیس به دست آمده، در نرم افزار SAP مدل سازی گردید. در ادامه قاب های 3، 6 و 9 طبقه خمشی تنها و قاب مفصلی به همراه قطعات کمانی، مدل سازی شده و تحت تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی رکورد زلزله های مختلف قرار گرفتند. بر اساس نتایج به دست آمده، حداکثر جابه جایی بام و جابه جایی نسبی طبقات، در حالت قاب ساده به همراه قطعات قوسی نسبت به حالت قاب خمشی تنها، به طور میانگین، به ترتیب 22 و 8 درصد کاهش یافت. همچنین در قاب های ساده به همراه قطعات کمانی، به طور میانگین 46 درصد انرژی ورودی توسط قطعات کمانی مستهلک شده که حاکی از عملکرد نسبی خوب این سیستم می باشد.

به منظور افزایش بهره وری استخراج هیدروکربن ها و گسترش ترک ها تا محل مخزن آن ها، ترک ها معمولا عمود بر تنش حداقل و به صورت دسته ای رشد داده می شوند. از دهه اخیر، هر ساله در قاره آمریکا بیش از ده هزار چاه افقی برای ایجاد و رشد ترک عمودی بر تنش کمینه در حال حفاری است و در هر چاه افقی بالغ بر صد ترک هیدرولیکی ایجاد می گردد. به منظور کاهش هزینه اجرایی، معمولا 3-8 ترک را به طور هم زمان در یک محدوده 10-30 متری ایجاد می کنند و آن ها را در مخزن گسترش می دهند. رشد هم زمان ترک ها با توجه به شکل، تعداد، موقعیت، فاصله و طول آن ها بر چگونگی رشد یکدیگر موثر است. به عبارت دیگر وقتی ترکی در سطوح خود تحت فشار ناشی از تزریق سیال قرار می گیرد، باعث رشد آن می شود اما ممکن است این فشار بر روی رشد ترک های مجاور اثر منفی داشته باشد، که به این اثر سایه یا اندرکنش گفته می شود. مسلما برآورد صحیح از اثر تنش سایه بین ترک ها منجر به طراحی بهینه تری می شود در این نوشتار به کمک روش کشش کاذب ارتقا یافته به بررسی اثر اندرکنش بین ترک های هیدرولیکی با توجه به فواصل ترک ها بر روی یکدیگر پرداخته می شود. نتایج نشان می دهدکه در ترک های میانی تحت تاثیر تنش سایه بیشتری نسبت به ترک های کناری قرار دارند و از طرفی افزایش فواصل بین ترک ها باعث کاهش اثر سایه می شود. نتایج این پژوهش در تعیین تعداد و فواصل ترک ها، در طراحی شکست هیدرولیکی بسیار کاربردی است.

آنتی بیوتیک ها به دلیل اثرات سمی بر زنجیره غذایی و بوم سازگان های آبی و ایجاد مقاومت دارویی، مشکلات زیست محیطی و بهداشتی برای انسان ایجاد می نمایند. در این مطالعه با استفاده از تالاب مصنوعی جریان افقی، حذف پنی سیلین جی، از فاضلاب مصنوعی انجام شد. هدف کلی این تحقیق، تعیین کارآیی سیستم پایلوت تالاب مصنوعی با جریان افقی زیرسطحی در حذف آلاینده دارویی آنتی بیوتیک پنی سیلین جی است. برای بررسی تاثیر و بهینه سازی متغیر غلظت آلاینده در فاضلاب ورودی، زماند ماند و وجود و عدم وجود گیاه در تالاب بر روی حذف آلاینده از روش سطح پاسخ استفاده شد. تالاب مصنوعی زیرسطحی در شرایط مختلف مورد بهره برداری قرار گرفت و 30 نمونه فاضلاب از خروجی تالاب در شرایط مختلف، آزمایش شد. نتایج نشان داد که وجود گیاه نی، و زمان ماند با راندمان حذف، رابطه مستقیم و غلظت ورودی آلاینده با راندمان حذف رابطه معکوس دارد، همچنین وجود گیاه سبب افزایش تاثیر زمان ماند بر کاهش غلظت آلاینده در خروجی تالاب می شود. بطوریکه در تالاب مصنوعی گیاه کاری شده، راندمان حذف برای زمان ماند 72 ساعت و غلظت های ورودی مختلف بین 17/94 % تا 61/73 % بود. بر مبنای نتایج حاصل از این مطالعه تالاب مصنوعی زیر سطحی می تواند فاضلاب حاوی پنی سیلین جی با غلظت دوبرابر متوسط غلظت حداکثری موجود در فاضلاب های بیمارستانی را با راندمان بالای 90 درصد حذف و به عنوان یک سیستم تصفیه مناسب در حذف پنی سیلین جی، مورد استفاده قرار گیرد.

ماسه بادی جزو مصالحی است که در نواحی بیابانی و ساحلی به مقدار زیاد وجود دارد. در این تحقیق نمونه هایی از مناطق ساحلی دریای خزر در شهر آستارا و مازندران و همچنین مناطق بیابانی اطراف شهر کرمان شناسایی و جمع آوری شده است و بر روی نمونه های گردآوری شده تاثیر افزودن پلیمر طبیعی معدنی نیکوفلاک به همراه سیمان به صورت تثبیت شده بر روی مقاومت آنها بررسی شده است. در این تحقیق سعی بر آن است تا با بهبود مقاومت فشاری و کششی ماسه بادی موجود در سواحل دریاها و بیابان ها، امکان استفاده از این مصالح در لایه های خاک بستر، زیراساس و اساس راه ها بصورت تثبیت شده با سیمان مورد بررسی قرارگیرد. در این تحقیق تعداد 200 نمونه با 3 درصد، 6 درصد و 12 درصد سیمان به همراه 3/0% درصد، 6/0 درصد و 2/1 درصد نیکوفلاک از مصالح ماسه بادی نمونه برداری شده، ساخته شده است و مقاومت فشاری و کششی غیرمستقیم 7 روزه و 28 روزه نمونه ها بدست آمده است و سپس میزان افت مقاومت آنها در 45 سیکل ذوب و یخ مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داده است، تثبیت مصالح ماسه بادی با سیمان به همراه افزودنی نیکوفلاک، بدلیل افزایش مقاومت فشاری و کششی این مصالح، امکان استفاده از آن را در لایه های روسازی راه ها فراهم می آورد.

آبشکن یکی از سازه های حفاظتی برای ساماندهی رودخانه است که اهمیت بسیاری داشته و به منظور جلوگیری از فرسایش در رودخانه احداث می شوند. به منظور ارایه طرحی که از لحاظ فنی و اقتصادی بهینه باشد، از مدل بهینه سازی چند هدفه استفاده شده است. در تحقیق حاضر طراحی هیدرولیکی و همچنین طراحی سازه ای آبشکن در قالب یک مساله بهینه سازی فرمول بندی شده که برای حل آن از الگوریتم NSGA-II استفاده شده است. توابع هدف مدل بهینه سازی شامل حداقل سازی هزینه ها و حداکثر سازی انتقال بار رسوب به صورت همزمان در نظر گرفته شده است. هدف اول برای مقرون به صرفه کردن طرح و تابع هدف دوم بر اساس تعاریف پایداری رودخانه به منظور پایدار ماندن رودخانه لحاظ شده است. واسنجی مدل با استفاده از اطلاعات رودخانه زنجانرود معادله بار بستر و آبشستگی انجام و مدل نسبت به تغییر پارامترهای ورودی دبی جریان و شیب طولی حساسیت سنجی و تاثیر آن روی پارامترهای خروجی بررسی شده و صحت سنجی مدل با اطلاعات سازه ای مطالعه موردی انجام شد. جبهه جواب مساله بهینه سازی بر اساس توابع هزینه و بار بستر استخراج شد. با مقایسه پنج طرح بهینه از جبهه جواب با طرح موجود و نقطه ایده آل نتایج نشان می دهد طرحی که به عنوان طرح منتخب از بین 5 سناریو برگزیده شده نزدیکترین نتیجه را با نقطه ایده آل دارد. طرح منتخب به اندازه64/95 % هزینه کمتر و 39/96 % بار رسوب انتقالی را نسبت به طرح موجود افزایش می دهد.

در نظر گرفتن اثر مقاومت پس از ترک خوردگی و هزینه ی ساخت روسازی در طراحی ضخامت روسازی های بتنی درزدار، منجر به طراحی موثر تر و اقتصادی تر روسازی می گردد. بدین جهت این تحقیق به ارزیابی اثر افزودن الیاف ماکروسینتتیک بر ضخامت و هزینه ی ساخت روسازی های بتنی درزدار، با در نظر گرفتن اثر مقاومت خمشی پس از ترک خوردگی بتن می پردازد. اثر الیاف ماکرو از جنس پلی پروپیلن در مقادیر 0، 1، 2 و 3 کیلوگرم بر مترمکعب بر تغییرات ضخامت و شاخص هزینه ی ساخت روسازی های بتنی درزدار، با در نظر گرفتن مدول گسیختگی و نسبت مقاومت خمشی معادل هر طرح اختلاط در طراحی ضخامت روسازی، بررسی گردید. مشاهده شد که افزودن الیاف ماکرو، باعث کاهش ضخامت روسازی بتنی درزدار تا میزان 25 درصد گردید. بیشترین نرخ کاهش ضخامت روسازی در مقدار مصرف الیاف 0 تا 1 کیلوگرم اتفاق افتاده، و با افزودن بیشتر الیاف، کاهش ضخامت چشمگیر بیشتری رخ نداد. افزودن الیاف، باعث افزایش شاخص هزینه ی ساخت روسازی تا میزان 57 درصد شد. مصرف الیاف ماکروسینتتیک تا مقدار 1 کیلوگرم بر متر مکعب، باعث ایجاد کمترین نرخ رشد شاخص هزینه روسازی، نسبت به مقادیر مصرف دیگر گردید. نتیجه شد که با در نظر گرفتن شدت رشد شاخص هزینه ی روسازی، می توان مقدار مصرف بهینه ی الیاف ماکروسینتتیک را جهت کاهش اقتصادی ضخامت روسازی تعیین کرد که در این تحقیق، به مقدار 1 کیلوگرم بر متر مکعب به دست آمد.