مهندسی زیرساخت های حمل و نقل
سال:1395 | دوره:2 | شماره:3 |تعداد مقالات:7

مقاومت جانبی تراورس یکی از پارامترهای کلیدی تضمین کننده مقاومت جانبی خط و هندسه آن در صفحه افقی می باشد. متداول ترین روش تعیین مقاومت جانبی تراورس تک، آزمایش استاتیک STPT است. مهمترین نقطه ضعف آزمایش یاد شده، ارزیابی استاتیک مقاومت جانبی است. در صورتی که در عمل، بار اعمالی از جانب چرخ، یک بار دینامیک است. برای رفع این نقیصه، در تحقیق حاضر، از آزمایش بارگذاری پاندولی برای اعمال بار دینامیک بر تراورس بتنی استفاده شده است. برای جلوگیری از خرد شدن تراورس بتنی در حین آزمایش ضربه، یک پد الاستومتریک در وجه جانبی تراورس نصب شده است. نتایج آزمایش های صورت گرفته برای جرم های مختلف و زوایای رهاسازی متنوع در قالب نمودارهای طراحی متناظر با بارگذاری واقعی چرخ ارائه شده است. همچنین، نتایج این آزمایش با نتایج تعدادی آزمایش STPT در شرایط مشابه مقایسه گردیده است. نتایج این مقایسه بیانگر آن است که بر خلاف وجود مقاومت جانبی ثابت به دست آمده برابر 6.5 کیلونیوتن در آزمایش STPT ، نیروی نظیر جابجایی 2 میلی متر در آزمایش پاندولی از حدود 2 تا 31 کیلونیوتن متغیر است. بنابراین، نسبت مقاومت جانبی دینامیک به مقاومت جانبی استاتیک در محدوده ی 0.3 تا 4.9 قرار می گیرد.

امروزه، ساخت و توسعه رویه های بتنی ارزان قیمت هوشمند مورد توجه قرار گرفته است. هوشمند سازی رویه بتنی به جسم روسازی این توانایی را می بخشد که در عین باربری، توانایی تشخیص گسترش خرابی با گذشت زمان و یا نیروهای وارده به روسازی را پیدا می کند. حسگرهای بتنی با استفاده از اختلاط مواد هادی، از قبیل نانولوله های کربنی، با بتن روسازی ساخته می شوند. با پایش تغییر مقاومت الکتریکی عبوری از حسگرهای جا داده شده در جسم روسازی راه، میزان تغییرات بارگذاری یا رشد خرابی مشخص می شود. نکته اصلی در استفاده از این حسگرها، بررسی تاثیر هر یک از پارامترهای موثر در فرایند ساخت، بر عملکرد این حسگرها است. در این تحقیق، تاثیر دو پارامتر کیفیت پخش نانولوله ها در حسگر و مقدار نانولوله کربن که در فرایند ساخت این حسگرها نقش اصلی را دارند، بر عملکرد حسگرها، ارزیابی شد. در این پژوهش، حسگرهای مختلف حاوی مقادیر0.1، 0.125، 0.15 و .20 درصد وزنی سیمان، نانولوله کربن چنددیواره که با سطوح انرژی (یک ساعت حمام اولتراسونیک، دو ساعت حمام اولتراسونیک و یک ساعت حمام اولتراسونیک به همراه 90 دقیقه اولتراسونیک میله ای) ساخته شدند و بر اساس معیارهای عملکردی مختلف از قبیل حساسیت، تکرارپذیری (درونی و بیرونی) و پسماند تاثیر هر یک از این عوامل تحت بارگذاری دینامیک ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که استفاده از انرژی بیشتر در فرایند پخش نانولوله کربن در فاز آبی، باعث پخش همگن تر نانومواد در داخل حسگر شده و این پارامتر نسبت به پارامتر مقدار نانولوله کربن تاثیر بیشتری بر معیارهای حسگر بتنی خواهد داشت. همچنین، در یک سطح انرژی ثابت، با افزایش میزان نانولوله کربن، معیارهای عملکردی حسگر بهبود می یابند.

طراحی مناسب و کارآمد سیستم تهویه تونل برای افزایش ایمنی تونل ها در هنگام آتش سوزی ضروری و لازم است. هدف از طراحی یک سیستم تهویه، کنترل آتش و جریان دود برای ایجاد یک مسیر امن برای فرار مسافران است. نصب فن های جریان محوری، یا همان جت فن، از روش های مرسوم برای ایجاد جریان طولی تهویه در تونل است. اما کارایی سیستم تهویه طولی با افزایش طول تونل کاهش می یابد. در این مقاله، یک سیستم تهویه طولی با شافت تخلیه ترکیب شده و عملکرد آن در شرایط اضطراری در تونل های نسبتا طویل مورد بررسی قرار گرفت. در سیستم تهویه با یک شافت تخلیه، هدف محدود کردن ناحیه آتش و دود در فاصله بین منبع آتش و شافت است. در این مقاله، از کد FDS، که یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی است، برای مطالعه حرکت جریان دود و توزیع دما در تونل استفاده شده است. سپس، اثر تغییر پارامترهایی نظیر دبی جریان خروجی از شافت، سرعت طولی ورودی، شیب تونل، ابعاد شافت تهویه، نرخ رهایش حرارت و محل وقوع آتش بر توزیع دما در زیر سقف تونل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که عملکرد سیستم تهویه طولی با استفاده از شافت تخلیه بهبود یافته و تغییر شیب تونل، و به موجب آن تغییر در حرکت جریان دود در تونل، به خوبی با استفاده از سیستم تهویه طولی همراه با یک شافت تهویه قابل کنترل است. همچنین، نتایج نشان می دهد که افزایش سطح مقطع خروجی شافت تهویه تاثیر چندانی بر عملکرد سیستم ندارد. با توجه به این پارامتر، سناریوهای مختلف می تواند تعریف شده و امکان کنترل ناحیه آتش و جریان دود به-خوبی به وجود بیاید.

امروزه استفاده از مواد بازیافتی به عنوان اصلاح کننده در مخلوط های آسفالتی می تواند دارای مزیت های اقتصادی و محیط زیستی فراوانی باشد. در این مطالعه، به بررسی استفاده از الیاف تهیه شده از بطری های پلاستیکی (PET) موجود در زباله ها و کاربرد آن در بتن آسفالتی گرم پرداخته شده است. بدین منظور، بطری های پلاستیکی به ابعاد 10´2.5 ، 20´2.5 و 30´2.5 میلی متر بریده شده و با مقادیر 0.25، 0.5، 0.75 و 1.0 درصد از وزن مصالح سنگی، با استفاده از روش خشک، در نمونه ها به کار رفته اند. در این تحقیق، خصوصیات مکانیکی و عملکردی مخلوط آسفالتی اصلاح شده از طریق آزمایش هایی از قبیل: مقاومت مارشال، کشش غیرمستقیم، مدول برجهندگی، حساسیت رطوبتی و خزش مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که استفاده از PET سبب بهبود مقاومت در برابر تغییرشکل های دائمی مخلوط های آسفالتی شده، ولی باعث کاهش مقاومت مارشال و مقاومت کششی نمونه ها نیز شده است همچنین، مشخص شد که الیاف PET با طول 10 میلی متر با مقادیر 0.25، 0.5 و 0.75 درصد نتیجه بهتری را نسبت به دیگر نمونه ها داشته اند.

این مقاله به بررسی جزئیات مدل سازی دیوار حائل خاک مسلح ژئوگریدی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود به صورت کرنش مسطح و در فضای دو بعدی پرداخته است. در این تحقیق، در مدل سازی رفتار خاک از مدل موهر- کولمب استفاده شده است و مدل رفتاری لایه های ژئوگرید نیز به صورت الاستیک خطی در نظر گرفته شده است. به منظور اعتبارسنجی مدل، از داده های حاصل از سنسور گذاری در یکی از دیوار های پروژه ای در توسان ایالت آریزونا در آمریکا استفاده شده است. کرنش های افقی در لایه های ژئوگرید و کرنش های قائم و افقی خاک در ارتفاع های مشخصی از این دیوار با استفاده از نرم افزار محاسبه شده اند. نتایج عددی تطابق خوبی با نتایج واقعی اندازه گیری شده دارند. در ادامه، با تغییر چیدمان لایه های ژئوگرید و تغییر طول این لایه ها، میزان جابه جایی راس دیوار و بیشینه نیروی ایجاد شده در لایه های ژئوگرید مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با تغییر طول و فاصله بین لایه ها می توان به طراحی اقتصادی تری نسبت به نتایج حاصل از روش تعادل حدی دست یافت. همچنین، این نتیجه به دست آمد که لایه-های زیرین ژئوگرید نسبت به سایر لایه ها بیشترین تاثیر را در جابه جایی راس دیوار دارند و از این رو طراحان باید در این قسمت از تعداد لایه های بیشتری استفاده کنند. این تحقیق نشان می-دهد که روش اجزای محدود روش مناسبی برای مدل سازی دیوار های حائل خاک مسلح، پیش-بینی رفتار آنها و رفع نواقص داده های حاصل از سنسور گذاری است.

عواملی از قبیل تبخیر مواد فرار قیر و اکسیداسیون آنها در روند اختلاط قیر با سنگدانه، حمل آن به محل پروژه و همچنین در طول عمر سرویس دهی روسازی، منجر به پیرشدگی قیر می گردند و می توانند زمینه ساز ایجاد برخی از خرابی های روسازی آسفالتی باشند. در اثر پیرشدگی، قیر شکننده شده و به مرور زمان ترک هایی در سطح روسازی مشاهده می گردد که وجود این ترک ها، ضمن کاهش کیفیت رانندگی، سبب افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری روسازی می گردد. شیارشدگی نیز از سری خرابی هایی به شمار می آید که ضمن کاهش ایمنی سفر، هزینه های تعمیر و نگهداری راه ها را افزایش می دهد. از سری عواملی که با شناخت بیشتر آنها می توان روسازی هایی با عمر طولانی مدت طراحی کرد، مشخصات اجزای تشکیل دهنده مخلوط آسفالتی، یعنی ماده چسباننده قیری و مصالح سنگی می باشند. با توجه به اینکه تحقیقات کمی در مورد تاثیر خصوصیات فیزیکی مخلوط، از قبیل جنس مصالح سنگی، بر پارامترهای مقاومتی آن صورت گرفته ، در این پژوهش، تاثیر جنس مصالح سنگی بر قابلیت خزشی مخلوط آسفالتی گرم پیرشده مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، نمونه های آسفالتی با دو نوع مصالح سنگی آهکی و سیلیسی ساخته شده و تحت روند پیرشدگی بر اساس روش استاندارد مربوطه قرار گرفته اند. سپس، نمونه های آسفالتی تحت آزمون خزش دینامیک در تنش های 100 و 300 کیلوپاسکال و دماهای 50 و 60 درجه سلسیوس قرار گرفته و کرنش های پایدار آنها اندازه گیری شده است. نتایج توسط نرم افزار متلب آنالیز شده و مدل آزمایشگاهی رفتار خزشی بتن آسفالتی پیر شده، با لحاظ تاثیر جنس مصالح سنگی، ارائه گردیده است. نتایج نشان می دهد که نمونه های آهکی، نسبت به نمونه های سیلیسی، مقاومت بیشتری را در برابر تغییرشکل ماندگار وابسته به زمان از خود بروز می دهند.

به منظور کاهش هزینه و زمان تحلیل های لرزه ای و نیز به دلیل عدم شناخت صحیح مشخصات سازه ها و نیروهای وارد بر آن ها، معمولا در مدل سازی، از فرضیات ساده کننده ای استفاده می شود که می تواند موجب حصول پاسخ های غیر واقعی گردد. از جمله فرضیات ساده کننده در مدل سازی پل ها می توان به عدم لحاظ پدیده ی ضربه و اندرکنش خاک- سازه اشاره کرد. لذا، در این تحقیق، با مدل سازی سه پل سه دهانه، با دوره های تناوب مختلف، اثر پدیده ی ضربه که در محل درز انقطاع بین دو بخش از عرشه و یا عرشه و پایه های کناری (کوله) رخ می دهد بر پاسخ های لرزه ای پل ها تحت شتابنگاشت های حوزه دور و نزدیک بررسی شده است. همچنین، اثر مشخصات دینامیک پل و اندرکنش خاک- سازه بر پدیده ی ضربه با محاسبه پارامترهای بیشینه نیروی ضربه و تعداد برخورد مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مدل سازی اثر ضربه، به علت محدود کردن حرکات عرشه ، موجب کاهش بیشینه جابجایی آن می گردد. به طوری که رفتار پایه ها در برخی تحلیل های انجام شده با این فرض در محدوده رفتار الاستیک قرار می گیرد. مقادیر کاهش جابجایی در پل های مختلف، حداقل برابر 31% و حداکثر برابر 48% می باشد. از سوی دیگر، ملاحظه ی اثر اندرکنش خاک- سازه، حداکثر موجب افزایش 40 و 45 درصدی به ترتیب در مقادیر بیشینه جابجایی و بیشینه نیروی ضربه در پل های مورد مطالعه (نسبت به حالت بستر صلب) می گردد. همچنین، بررسی پاسخ ها از منظر نوع زلزله نشان می دهد که زلزله های حوزه نزدیک موجب ایجاد پاسخ های لرزه ای بزرگتری نسبت به زلزله های حوزه دور در پل ها می گردند.