مهندسی عمران فردوسی
سال:1403 | دوره:37 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

تاکنون روش های عددی متنوعی مانند تفاضلات محدود، حجم محدود و اجزای محدود برای حل مسئله ی سطح آزادِ نشت، در محیط یک بُعدی و دو بُعدی، بکار رفته است. معادله ی ریاضی حاکم بر مسئله ی نشت در محیط متخلخل، معادله ی لاپلاس می باشد. روش های تفاضلات محدود و اجزای محدود، بر پایه شبکه بندی سطح مورد نظر و بدست آوردن مقادیر هد در این سطح و تکرار این روند تا رسیدن به همگرایی موردنظر، مبتنی هستند. در این مقاله، مسأله ی سطح آزاد نشت در ستون آب یک بعدی، با استفاده از روش تبدیل دیفرانسیلی که روشی است مبتنی بر سری تیلور، با درنظر گرفتن شرایط مرزی موجود، حل شده و سپس، جواب حاصل با حل تحلیلی مسأله که در بخش پیوست مقاله درج شده است، مقایسه می گردد. خوشبختانه، نتایج حاصل نشان دهنده این است که روش تبدیل دیفرانسیلی پاسخ بسیار دقیق و خوبی ارائه می دهد. ناگفته نماند، روشِ تبدیل دیفرانسیلی یک روش نیمه ـ تحلیلی است که تاکنون، برای حل انواع معادلات دیفرانسیل مورد استفاده قرار گرفته است، اما هنوز در حل مسأله ی سطح آزاد نشت بکار گرفته نشده است.

خسارت های مشاهده شده در طی زمین لرزه های گذشته، نشان می دهد آسیب دیدگی میان قاب ها در داخل صفحه و کاهش سطح تماس میان قاب و قاب پیرامونی منجر به افزایش آسیب پذیری در خارج از صفحه می شود. با توجه به شرایط متفاوت تماس میان قاب با قاب بتنی پیرامونی، اند رکنش و تأثیر رفتار خارج از صفحه برروی رفتار داخل صفحه یکی از موضوعات جدید در زمینه بررسی عملکرد لرزه ای میان قاب های مصالح بنایی می باشد. در این مقاله، تأثیر شرایط مرزی مختلف میان قاب با قاب بتن مسلح که عبارتند از چهار لبه متکی به قاب، سه لبه متکی به قاب، دو لبه افقی متکی به قاب و یک لبه متکی به قاب، با تحلیل سه نوع بارگذاری که عبارتند از: 1- بارگذاری خارج از صفحه تنها، 2- بارگذاری خارج از صفحه بعد از بارگذاری داخل صفحه، 3- بارگذاری داخل صفحه بعد از بارگذاری خارج از صفحه با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS ارزیابی شده است. نتایج نشان داد که عدم وجود اتصال مناسب بین ساختار قاب و میان قاب آسیب پذیری در جهت خارج از صفحه را افزایش می دهد و از فروپاشی آن ها جلوگیری نمی کند. آسیب قبلی ناشی از بارگذاری داخل صفحه که به حداکثر جابه جایی نسبی 3% رسیده است، می تواند حدود 70 درصد ظرفیت خارج از صفحه میان قاب را کاهش دهد؛ در نتیجه مقاومت و سختی تحت تاثیر شرایط مرزی و نوع بارگذاری قرار گرفته اند.

پل ها نقش حیاتی در اتصال مسیرهای حمل ونقل، مدیریت ترافیک، و دسترسی به مکان های استراتژیک نظامی، سیاسی و اجتماعی ایفا می کنند که اهمیت آنها به ویژه در زمان بحران آشکار می شود. زمین لرزه ها جزء حوادث غیرقابل پیش بینی هستند که عملکرد شریان های حیاتی حمل ونقل را مختل می کنند و منجر به تخریب این سازه های مهم می شوند. استفاده از فناوری های نوآورانه، مانند بتن فوق توانمند، به عنوان یک راه امیدوارکننده برای افزایش انعطاف پذیری سازه و کاهش آسیب مطرح می شود. این بتن به واسطه طرح اختلاطی که دارد دارای ساختاری یکپارچه و همگن، نفوذپذیری پایین و دوام بالا است که می تواند موجب افزایش ظرفیت مقاومت پل در برابر نیروهای لرزه ای و محدودکردن انتشار آسیب شود. یکی از مؤثرترین روش ها برای ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای پل ها، تحلیل شکنندگی است، روشی که با استفاده از شاخص های آسیب، سطوح آسیب را تحت اثر پارامترهای لرزه ای بیان می کند. این مطالعه عملکرد لرزه ای پل های شهری با سیستم تیر - دال بتنی با پایه هایی ساخته شده از بتن فوق توانمند با ارتفاع 5 و 8 متر را ارزیابی می کند؛که تجزیه وتحلیل آن با استفاده از نرم افزار CSI Bridge انجام شده و شتاب نگاشت های مناسبی از حوزه دور و نزدیک جهت تحلیل دینامیکی افزاینده (IDA) و محاسبه سطوح خسارت انتخاب گردید؛ نتایج بیان می کند احتمال فراگذشت آسیب در پایه های ساخته شده با بتن فوق توانمند نسبت به پایه های ساخته شده با بتن معمولی کمتر است. با بررسی سطوح شدت در میانه خسارت مشاهده می گردد که ظرفیت نهایی بتن فوق توانمند در سطح عملکرد فروریزش حداقل 7 درصد و حداکثر 26 درصد بهبود عملکرد نسبت به بتن معمولی داشته است.

در این تحقیق با بهره گیری از منحنی های شکنندگی به بررسی رفتار لرزه ای دیوار خاک مسلح پشت به پشت به روش احتمالاتی پرداخته و اثر طول همپوشانی تسمه فلزی بر میزان آسیب پذیری این نوع دیوارها بررسی می شود. بدین منظور دیوار خاک مسلح پشت به پشت با نرم افزار تفاضل محدود FLAC2D شبیه سازی شده و با مدل فیزیکی میز لرزه اعتبار سنجی شده است. سپس با استفاده از نتایج تحلیل غیر خطی فزاینده، منحنی های شکنندگی به روش تحلیلی برحسب معیارهای شدت PGA و PGV تحت زلزله های حوزه دور و نزدیک استخراج شده است. نتایج به دست آمده علاوه بر فراهم نمودن امکان پیش بینی احتمال آسیب پذیری دیوار در شدت های مختلف لرزه ای، حاکی از آن است که افزایش طول تسمه ها از مقدار 0.65 به 0.85 ارتفاع دیوار (افزایش طول همپوشانی از 0.3 تا 0.7 ارتفاع دیوار) تا 35 درصد در حوزه دور از گسل و تا حدود 50 درصد در حوزه نزدیک گسل، احتمال آسیب های لرزه ای این نوع دیوارها را کاهش می دهد.

بتن غلتکی به دلیل سرعت اجرا، هزینه نسبتاً پایین، عدم استفاده از میلگرد، مقاومت و دوام کافی در ساخت بسیاری از پروژه های عمرانی مانند روسازی راه ها، محوطه های پارکینگ، سدسازی، کف سازی محوطه های صنعتی مورد توجه قرار گرفته است. رفتار ترد و شکننده بتن غلتکی این ایده و فکر را ایجاد می کند که الیاف فولادی شاید بتوانند رفتار مکانیکی آن را بهبود دهند. در این پژوهش، اثر الیاف فولادی بر مقاومت شکست، مقاومت فشاری و مقاومت کششی بتن غلتکی بررسی شد. در آزمایش مقاومت شکست، از نمونه های نیم دایره ای با ترک لبه ای و تحت بارگذاری خمش سه نقطه ای برای شبیه سازی وضعیت کشش خالص، برش خالص و ترکیب آن ها استفاده گردید. مقاومت فشاری و کششی 7 و 28 روزه نمونه های بتن غلتکی در حضور الیاف فولادی نیز ارزیابی شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که افزودن الیاف فولادی به مقدار 1/0، 3/0 و 5/0 درصد، مقاومت فشاری 28 روزه این نمونه ها را به ترتیب 12، 15 و 36 بهبود می دهد. این افزایش برای مقاومت کششی نمونه ها به ترتیب 14، 21 و 39 درصد است. با افزایش درصد الیاف فولادی، بار شکست تمام نمونه ها در تمام مودهای بارگذاری افزایش می یابد. افزایش بار شکست موجب مقاومت بیشتر در برابر رشد ترک می شود. مناسب ترین مقدار الیاف فولادی برای بهبود مقاومت شکست بتن غلتکی به مقدار 3/0 درصد کل وزن نمونه بتنی در مودهای مختلف بارگذاری شناسایی شد. این عدد برای مقاومت فشاری و کششی نمونه ها به مقدار 5/0 درصد است.

تحقیق حاضر به بررسی تأثیر امولسیون پلیمری وینیل اکریلیک (VA) بر مقاومت برشی ماسه های بادی دشت خوزستان پرداخته است. بدین منظور پس از نمونه برداری از ماسه های بادی منطقه مذکور، آزمایش تراکم استاندارد روی آن انجام شده و درصد رطوبت بهینه و وزن مخصوص خشک حداکثر ماسه بادی تعیین گردید. سپس محلول هایی با درصد های 10، 20 و 30 از ماده پلیمری ساخته و به گونه ای به ماسه بادی اضافه گردید که به رطوبت بهینه برسد. نمونه های آماده شده با وزن مخصوص خشک حداکثر در قالب های فلزی چهارگوش قرار گرفته و به مدت 1، 7، 14، 21 و 28 روز در فضای آزمایشگاه نگهداری شد، سپس تحت آزمایش برش مستقیم قرار گرفتند. نتایج آزمایش برش مستقیم بر روی نمونه های تثبیت شده با پلیمر نشان داد، با افزایش زمان عمل آوری و افزایش غلظت محلول پلیمری، چسبندگی و مقاومت برشی افزایش و زاویه اصطکاک داخلی کاهش می یابد. به طوری که محلول پلیمری با غلظت 30 درصد موجب افزایش 146 درصدی مقاومت برشی ماسه بادی تثبیت شده نسبت به نمونه پایه شده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان دهنده ایجاد اتصال و برقراری پل هایی بین دانه های ماسه در نمونه های تثبیت شده بوده که این امر دلیل افزایش چسبندگی و مقاومت برشی نمونه ها است.