مهندسی زیرساخت های حمل و نقل
سال:1397 | دوره:4 | شماره:2 (پیاپی 14) |تعداد مقالات:7

ارزیابی سازه روسازی یکی از بخش های مهم سیستم مدیریت روسازی در سطح شبکه و پروژه می باشد که به طور متداول با استفاده از دستگاه افت وخیزسنج ضربه ای (FWD) انجام می شود. در استفاده از دستگاه FWD معمولا مقاومت لایه ها به روش محاسبات معکوس محاسبه می گردد. استفاده از این روش به دلیل پیچیدگی و نیازمند بودن به اطلاعات اولیه دقیق، برای مدیریت در سطح شبکه از لحاظ مالی و زمانی مقرون به صرفه نبوده و لذا بیشتر در سطح پروژه مورد استفاده قرار می گیرد. نفوذسنج دینامیک (DCP) از دیگر تجهیزات مورد استفاده در ارزیابی سازه روسازی می باشد که به دلیل سرعت و ارزانی، استفاده از آن در سطح شبکه مناسب تر است. در این پژوهش، 50 کیلومتر از راه های شریانی استان کرمانشاه با استفاده از دستگاه های FWDو DCP مورد آزمایش قرار گرفت که از نتایج آن همبستگی قابل قبولی بین شاخص نفوذ، به عنوان خروجی دستگاه DCP، و داده های حاصل از دستگاه FWD برای لایه های روسازی به دستآمد. با بررسی نتایج حاصل از دستگاه های FWD وDCP، دامنه تغییرات شاخص نفوذ برای وضعیت های مختلف سازه ای روسازی در سطح شبکه ارائه گردید. نتایج حاصل از تحلیل شبکه با استفاده از هر دو روش نشان دهنده اعتبار قابل قبول معیار شاخص نفوذ به عنوان معیاری ساده و ارزان جهت ارزیابی سازه روسازی در سطح شبکه از مدیریت روسازی می باشد.

مخلوط های خرده لاستیک و خاک دانه ای از جمله مصالح جدید و دارای ویژگی های متفاوت نسبت به مصالح اولیه تشکیل دهنده می باشند که با توجه به روند افزایش لاستیک های فرسوده، استفاده از آن ها مرسوم شده است. این نوع مصالح، با تراکم پذیری کنترل شده و وزن نسبی سبک، می توانند در صنعت مهندسی عمران، عملیات راه سازی و سازه های ژئوتکنیک به کار روند. تاکنون مطالعات آزمایشگاهی محدودی برای ارائه نسبت اختلاط بهینه خرده لاستیک و ماسه به منظور دستیابی به اهداف مورد نظر مهندسی، از جمله بیشترین ظرفیت باربری و مناسب ترین تراکم پذیری، انجام شده است. با این حال، تعیین یک نسبت اختلاط مشخص و شناخت پارامترهای مقاومت برشی خاک های مخلوط با خرده لاستیک تحت اثر مسیرهای تنش مختلف، نیاز به مطالعه بیشتری دارد. در این پژوهش، نتایج آزمایش های سه محوری با در نظر گرفتن شرایط مسیرهای تنش فشار موثر همه جانبه ثابت (CRS) و فشار محوری ثابت (CAS)، روی خاک ماسه ای و همچنین مخلوط های چیپس های لاستیکی و دانه های لاستیکی ارائه شده است. نسبت اختلاط در نظر گرفته شده برای نمونه های مخلوط 30% وزنی خرده لاستیک بوده که به عنوان نسبت اختلاط بهینه از طریق آزمون های تراکم تعیین شده است. نتایج آزمایش روی ماسه تنها نشان دهنده پوش گسیختگی خطی دارای شیب معادل با 8/36 درجه در هر دو مسیر تنش می باشد. در حالی که پوش گسیختگی به دست آمده از اعمال مسیر تنش های مخلف روی نمونه های مخلوط به صورت دو خطی می باشد. زاویه اصطکاک داخلی مخلوط چیپس های لاستیکی از ماسه تنها به ترتیب حدود 5/8 و 4 درجه در شرایط CASو CRSبیشتر می باشد. این پارامتر برای مخلوط خرده لاستیک های دانه ای در شرایط CASو CRS به ترتیب حدود 5/1 و 5 درجه از ماسه تنها کمتر بوده است.

ارزیابی برگشت پذیری در برابر سوانح به عنوان یک ابزار تصمیم گیری می تواند توسط مدیران بحران مورد توجه قرار گیرد. وارد کردن زمان احیا در روند تصمیم گیری های فاز آمادگی، باعث تفاوت رویکرد برگشت پذیری از دیگر رویکردهای تخمین خسارت و اثرهای وابسته به زمان آن ها می شود. فرایند احیا بعد از وقوع سوانح می تواند توسط توابع احیای ساده شده یا مدل های اجتماعی-سازمانی پیچیده تخمین زده شود. نکته بارز، استفاده از رویکرد برگشت پذیری آن است که می تواند به مدیران بحران دورنمایی از روند احیای شریان های حیاتی بعد از سوانح، با توجه به عامل تعیین کننده زمان، بدهد تا امکانات موجود را بر اساس معیار برگشت پذیری تخصیص دهند. در حال حاضر، راهکارهای مقاوم سازی شریان های حیاتی، به خصوص ایستگاه های مترو، به وسیله معیارهای اقتصادی و فنی و با توجه به شرایط پروژه تعیین می شوند. در این تحلیل ها، روند احیا و بازیابی عملکرد پس از سوانح در نظر گرفته نمی شود. در این مقاله، ابتدا مفهوم برگشت پذیری شریان های حیاتی بعد از سوانح، ابعاد و روش های تحلیل آن از یک سو و روش های مقاوم سازی ایستگاه ها و تونل های مترو از سوی دیگر، بررسی شده است. در مرحله بعد، با توجه به الگوریتم پیشنهادی برای دستیابی به مقدار کمی برگشت پذیری، ابتدا ایستگاه زیرزمینی 15 خرداد واقع در متروی شیراز مدل سازی شده و جابجایی سازه در اثر بار زلزله در 10 نقطه کنترل و برای 11 زلزله با PGA های مختلف تحلیل شده است. سپس، با توجه به مقادیر به دست آمده، احتمال گسسته و تجمعی شکست سازه با توجه به پارامتر جابجایی، در مقایسه با معیار آستانه خرابی، به دست آمده است. از روی مقادیر احتمال شکست به دست آمده و نیز با در نظر داشتن تابع احیا می توان عملکرد سیستم را ارزیابی کرد. در نهایت، با استفاده از روابط مربوط به ارزیابی کمی برگشت پذیری ارائه شده، برگشت پذیری راهکارهای مختلف مقاوم سازی محاسبه شده است و بر اساس آن اولویت بندی شده اند. روش پیشنهادی قابلیت تعمیم به کلیه شریان های حیاتی را دارد.

دو پی در کنار هم، اغلب دارای رفتاری متفاوت از پی تک هستند. امروزه، با توجه به کمبود زمین و افزایش جمعیت، مخصوصا در نوار ساحلی دریای خزر، احداث ساختمان ها در مجاورت هم، بدون در نظر گرفتن اثر متقابل پی ها، در حال افزایش است. این موضوع، زمانی دارای حساسیت بیشتری است که دو ساختمان هم جوار به صورت غیرهمزمان و با دو سربار متفاوت، بارگذاری شوند. به عبارت دیگر، ابتدا پی سبک یا قدیمی ساخته، و سپس پی سنگین در مجاورت پی سبک احداث می گردد. این موضوع، در مورد بنادر، که کانتینرها با شرایط نابرابر در کنار هم دپو می گردند، نیز صادق است. در این مطالعه، با استفاده از آزمایش مدل سازی کوچک مقیاس g1، به بررسی تاثیرات ابعاد پدستال های بتنی غیرمسلح بر بهسازی خاک ماسه ای سست اشباع، هنگامی که پدستال ها در خاک زیر پی سنگین یا جدید قرار می گیرند، بر پارامترهایی نظیر ظرفیت باربری پی سنگین، نشست و چرخش پی سبک، ناشی از هم جواری پی سنگین، پرداخته خواهد شد. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که در یک قطر ثابت پدستال (D=5 cm)، با افزایش عمق (L) پدستال ها از 15 به 25 سانتی متر، به عنوان عامل بهسازی کننده خاک زیر پی جدید، میزان نشست و چرخش پی قدیمی ناشی از هم جواری پی سنگین در نرخ S/B=0 به ترتیب 18 و 38 درصد کاهش می یابد.

ساختراه هاوپروژه هایعمرانیرویخاک های ماسه ای، بهدلیلعدممقاومتکافی، معمولا با جابجایی خاک بستر و یا تغییر مسیر انجام می شود. بنابراین، تثبیتوبررسیعواملموثربرتثبیتآنباموادمختلفهموارهمورد توجهمحققینبودهاست. مطالعات نشان می دهد که استفاده از الیاف پلی پروپیلن عموما سبب افزایش شکل پذیری و مقاومت مکانیکی خاک ها، نظیر مقاومت فشاری و برشی، می گردد. از طرف دیگر، میزان رطوبت اولیه جهت تثبیت با قیر امولسیونی نقش مهمی دارد. از این رو، دراینتحقیق، تثبیتو بهسازیماسهروانبااستفادهاز درصد های مختلف رطوبت اولیه، قیرامولسیونیو الیاف در درصد سیمان بهینهمد نظرقرارگرفت. نتایج آزمایشفشاریتک محورهنشان می دهد که افزودن الیاف باعث افزایش ظرفیت باربری به طور متوسط به میزان 10% می شود. افزایش رطوبت اولیه، عملکرد مقاومت بستر ماسه ای را در ابتدا افزایش داده و سپس در رطوبت های زیاد کاهش می دهد. همچنین، افزایش درصد قیر و الیاف تاثیر قابل ملاحظه ای در افزایش شکل پذیری خاک بستر تثبیت شده دارد.

برای بررسی رفتار مخلوط های آسفالتی در دماهای کم، روش های مختلفی وجود دارد. یکی از این روش ها، استفاده از اصول مکانیک شکست الاستیک خطی است. در این پژوهش، با استفاده از اصول مکانیک شکست الاستیک خطی به بررسی اثر مودهای مختلف بارگذاری و دما بر مقاومت شکست مخلوط آسفالت گرم حاوی الیاف کربن در دماهای زیر صفر درجه پرداخته شده است. از نمونه نیم دایره ای با ترک لبه ای، تحت بارگذاری خمش سه نقطه ای برای ایجاد مودهای مختلف بارگذاری شامل مود خالص I (کشش خالص)، مود خالص II (برش خالص) و مود ترکیبی I/II (کشش-برش) در آزمایش مقاومت شکست استفاده شده است. ضرایب شدت تنش بحرانی با استفاده از بار بحرانی به دست آمده از آزمایش شکست، محاسبه و ضرایب شکل از تجزیه و تحلیل المان محدود تعیین شد. نتایج نشان می دهدکه مخلوط آسفالت گرم حاوی الیاف کربن د ردماهای کم ازمقاومت شکست قابل ملاحظه ای نسبت به مخلوط آسفالتی بدون الیاف در تمام مودهای بارگذاری برخوردار است. همچنین، در مود کشش خالص 30 الی 43 درصد، در مود ترکیبی (Me=0. 5)، 2/13 تا 41 درصد، در مود ترکیبی (Me=0. 2)، 5/10 تا 40 درصد و در مود برش خالص 2 الی 5/12 درصد بهبود در مقاومت شکست مخلوط های آسفالتی مشاهده گردید.

ارزیابی پل های بزرگراهی، به منظور سنجش عملکرد لرزه ای برای برنامه ریزی یک سیستم حمل و نقلی، قبل و پس از وقوع زلزله اهمیت زیادی دارد. سازه های نامنظم، به دلیل رفتار لرزه ای پیچیده تر اعضا، همواره در کانون توجه پژوهشگران و طراحان بوده اند. در این مطالعه، مدل سه بعدی کوله های زینی در مجموعه ای از پل های نامنظم در ارتفاع با استفاده از نرم افزار اجزای محدود OpenSees تشکیل شده است. با توجه به اینکه نامنظمی در ارتفاع پایه ها منجر به تفاوت در سختی آن ها می شود، توزیع نیروی زلزله بر هر پایه نامتوازن خواهد بود. از سوی دیگر، میزان نیرویی که متوجه کوله ها می شود، به مقاومت و سختی پایه های میانی نیز بستگی دارد. علاوه بر نقش نامنظمی، تاثیر دو رویکرد مجزا برای مدل سازی شرایط تکیه گاهی پایه های میانی، اعم از تکیه گاه گیردار و انعطاف پذیر (اندرکنش خاک و سازه) در تحلیل ملاحظه شده است. همچنین، لازم است برای پل های دارای پیچیدگی های رفتاری که تحت اثر تحریکات زلزله به وسیله دو مولفه افقی متعامد هستند، تعداد کافی شتابنگاشت با زوایای مختلف به سازه اعمال شود تا بیشترین تقاضای اعضای آن به دست آید. بنابراین، هر یک از مدل ها به ازای یک مجموعه شتابنگاشت که هر کدام در هفت زاویه گوناگون دوران داده شده اند، تحت تحلیل دینامیک افزاینده قرار گرفته است. تحلیلدو سطح ظرفیتی مختلف مشخص کرد که نوع و میزان نامنظمی پل، اندرکنش خاک و سازه و زاویه اعمال تحریکات زلزله (سوئگی) سه عامل مهمی هستند که هر یک می توانند در به دست آوردن پاسخ شکنندگی اعضای تشکیل دهنده کوله نقش چشمگیری ایفا کنند. بدون استثنا، در تمامی مدل ها، فرض تکیه گاه گیردار برای پایه های میانی باعث ایجاد پاسخ محافظه کارانه در اعضای کوله در مقایسه با حالت اندرکنش خاک و سازه می شود. در حالی که تاثیر زاویه اعمال شتابنگاشت بر بحرانی شدن شکنندگی هر یک از اعضای کوله می تواند از یک مدل به مدل دیگر و به ازای حالت های ظرفیتی مختلف، متغیر باشد.