مهندسی عمران مدرس
سال:1397 | دوره:18 | شماره:1 |تعداد مقالات:21

زمینه و هدف: جامدسازی و تثبیت آلاینده های فلز سنگین به عنوان فن آوری ممانعت از انتقال آلاینده ها به لایه های زیرین خاک و آب های زیرزمینی شناخته شده است. با وجود پژوهش های وسیعی که در خصوص پایدارسازی نگهداری آلاینده ها به کمک سیمان صورت گرفته است، به بررسی ریزساختاری نحوه فرایند اندرکنش پولک های رسی-آلاینده فلز سنگین-سیمان در طی زمان و نحوه و زمان تشکیل ترکیبات سیمانی جدید توجه محدودی شده است. بر این اساس، هدف این پژوهش مطالعه نحوه فرایند اندرکنش رس-آلاینده فلز سنگین-سیمان در طی زمان از منظر ریزساختار و بررسی تأثیر حضور فلز سنگین بر فرایند هیدراسیون سیمان و تشکیل نانوساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) است. روش بررسی: در این راستا، به خاک رس طبیعی غلظت های مختلف آلاینده فلز سنگین روی و درصدهای مختلف سیمان پرتلند افزوده شده و مکانیزم نگهداری آلاینده توسط بررسی تغییرات pH و ارزیابی مطالعه ریز ساختاری (XRD) فرایند اندرکنش آلاینده-رس-سیمان، مورد تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی قرار گرفته است، همچنین میزان تشکیل نانوساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) در طی زمان مورد بررسی قرار گرفته است. بحث و نتیجه گیری: نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که تشکیل نانوساختار C-S-H به واسطه مساحت سطح ویژه زیاد، مشخصه های جذب را بهبود می بخشد و از طریق کپسوله کردن یون های فلز سنگین (جامدسازی) میزان تحرک پذیری آلاینده را کاهش می دهد. همچنین حضور آلاینده فلز سنگین روی سبب به تعویق افتادن فرایند هیدراسیون سیمان و کاهش مقدار تشکیل نانوساختار C-S-H می شود. به نحوی که حضور cmol/kg-soil 25 آلاینده فلز سنگین روی شدت قله نانوساختار C-S-H را حدود CpS 160 کاهش می دهد.

سیستم دوگانه قاب خمشی-دیوار برشی فولادی به دلیل عملکرد مناسب در ساختمان های متداول و بلند مرتبه در کشورهای زلزله خیز مورد استفاده قرار می گیرد. نو بودن این سیستم سازه ای از منظر عملکرد لرزه ای و بررسی سطوح عملکردی آن از یک طرف و عدم قطعیت در ویژگی های زلزله از طرف دیگر پراکندگی فراوانی در نتایج حاصل از پژوهشهای گذشته به وجود آورده است. در این تحقیق عملکرد لرزه ای سیستم دوگانه قاب خمشی-دیوار برشی فولادی به وسیله تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده مورد بررسی عملکردی قرار گرفته و سطوح عملکردی برای این سیستم ارزیابی و تعیین شده است. برای این منظور قابی از یک ساختمان 4 طبقه با ارتفاع طبقه 5/3 متر در نظر گرفته شده است. این ساختمان مطابق استاندارد 2800 بارگذاری لرزه ای و بر اساس آیین نامه AISC360-10 و AISC Design Guide 20 طراحی لرزه ای شده است. جهت تحلیل دینامیکی فزاینده از 20 رکورد لرزه ای دور از گسل استفاده شده است. با انجام تحلیل های غیر خطی فزاینده بر روی قاب مورد نظر منحنی های تحلیل دینامیکی فزاینده با معیار پاسخ ماکزیمم نسبت تغییرمکان نسبی طبقات و دو معیار شدت لرزه ای ترسیم شده است. به منظور کاهش وابستگی نتایج به تغییرات رکورد لرزه ای، نتایج بر اساس دو ویژگی محتوای فرکانسی و زمان تداوم شتابنگاشت ها مورد مقایسه قرار گرفته است. در ادامه دو سطح عملکرد لرزه ای IO و CP برای سیستم دوگانه قاب خمشی-دیوار برشی فولادی مورد تعیین و ارزیابی قرار گرفته که سطح IO و CP به ترتیب متناظر دریفت 1. 4 و 9 درصد می باشد.

کاهش خسارات جانی و مالی و خرابی ها و مقاوم سازی ساختمان های مهم و حیاتی در برابر بارهای انفجاری ناشی از حوادث تروریستی و حادثه ای، امری مهم و ضروری می باشد. یکی از مهمترین اجزایی که می تواند محافظ خوبی در برابر بارهای انفجاری باشد، استفاده از پنل ها و یا دالهای بتنی می باشد. تاکنون روش های مختلفی برای بهبود رفتار این المانها نظیر استفاده از ورق های FRP، الیاف فیبر، بتن های پر مقاومت و کامپوزیت های فولاد-بتن-فولاد و دیگر روش های مورد استفاده قرار گرفته است ولی این روشها یا سبب افزایش بارهای ثقلی قابل به ساز بوده و یا با تکنولوژی بالا می باشد. در این مقاله رفتار دال بتنی مسلح شده با فنس فولادی که ارزان و قابل پیاده سازی راحت می باشد تحت بارهای انفجاری بصورت تحلیلی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، تاثیر عواملی نظیر تاثیر تعداد لایه های فنس، ضخامت دال ها و مقاومت فشاری بتن بر تغییر مکان، شعاع خرابی و عملکرد دالها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که افزودن فنس به دال با مقاومت و ضخامت های مختلف سبب کاهش شعاع خرابی و تغییر مکان دال ها شده و با افزایش تعداد لایه های فنس، درصد کاهش خرابی و تغییر مکان دال بیشتر می شود. افزودن فنس در دال ها با ضخامت و مقاومت فشاری کم، تاثیر بیشتری در کاهش تغییر مکان آنها و ارتقای عملکرد آنها تحت بار انفجاری دارد.

رنگ یکی از مهم ترین آلاینده های موجود در پساب صنایع نساجی است. یکی از روش های کارآمد در حذف رنگ از فاضلاب، استفاده از فرآیند جذب سطحی، به خصوص برای حذف آلاینده های غیر قابل تجزیه می باشد. این پژوهش با هدف بررسی پتانسیل پوست گریپ فروت در حذف رنگ متیلن بلو انجام شد. به منظور بهینه سازی شرایط جذب، تأثیر عوامل مختلف مانند غلظت اولیه رنگ (400-50 میلی گرم بر لیتر)، مقدار جاذب (1-1/0 گرم بر لیتر)، زمان تماس (70-10 دقیقه) و دانه بندی جاذب (2-1 میلی متر) مورد بررسی قرار گرفت. برای کاهش تعداد آزمایش های مورد نیاز و صرفه جویی در زمان و هزینه، از روش طرح آزمایش تاگوچی استفاده شد و تعداد آزمایش ها از 256 به 64 آزمایش کاهش یافت. خصوصیات سطحی جاذب نیز با استفاده از تبدیل فوریه مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد غلظت اولیه رنگزا، بیشترین تأثیر را در فرآیند حذف رنگ داشت. شرایط بهینه آزمایش برای حذف رنگ متیلن بلو در زمان 10 دقیقه، غلظت رنگزا 400 میلی گرم بر لیتر و مقدار جاذب یک گرم با دانه بندی یک میلی متر بدست آمد. مدل لانگمویر با ضریب همبستگی 9738/0 تطابق بهتری را با نتایج نشان داد. با توجه به اینکه pH بهینه حذف رنگ با این جاذب در محدوده 12-8 است و اغلب فاضلاب های نساجی دارای pH قلیایی هستند، به نظر می رسد این جاذب از پتانسیل مطلوبی جهت حذف رنگزای کاتیونی از پساب برخوردار باشد.

سیستم خرپای متناوب یکی از سیستم های باربر جانبی می باشد که اعضای اصلی آن را خرپاها تشکیل می دهند. در این سیستم، وظیفه جذب انرژی و تحمل تغییرشکل های غیرالاستیک برعهده ناحیه ویژه می باشد، به طوری که با ایجاد مفاصل پلاستیک در این ناحیه، شکل پذیری سازه تأمین می گردد. در این تحقیق، تأثیر طول این ناحیه و نحوه تقویت آن بر عملکرد لرزه ای سیستم خرپای متناوب بررسی شده است. به منظور بررسی این پارامترها، ابتدا مدل اجزاء محدود این سیستم در نرم افزار ABAQUS تهیه گردیده و صحت سنجی مدل سازی این سیستم کنترل گردید. سپس، عملکرد لرزه ای این سیستم با درنظر گرفتن ناحیه ویژه با طول های مختلف و الگوهای تقویت پیشنهادی در این ناحیه ارزیابی شده است. نتایج ارزیابی نشان می دهد استفاده از نواحی ویژه با طول بزرگ باعث می شود که از کل ظرفیت سازه به طور کامل استفاده نگردد؛ از این رو هنگام نیاز به بازشوهای بزرگ، این نواحی باید به طور مناسبی تقویت گردند. در این مطالعه، الگوهای مختلف تقویت ناحیه ویژه ازجمله تقویت یال ها، تقویت اعضای قائم ناحیه ویژه و طرح تقویت پیشنهادی راهنمای شماره 14 آیین نامه AISC بررسی شده است. از آنجایی که مفاصل پلاستیک معمولاً در یال های خرپا تشکیل می شوند، لذا تقویت یال ها بیشترین تأثیر را بر افزایش سختی اولیه و مقاومت سازه دارد. همچنین، به جای تقویت کلی یال می توان بخشی از دو انتهای ناحیه ویژه را تقویت نموده، بطوری که عملکرد آن مشابه تقویت کلی یال باشد.

یکی از روش های مناسب در امر احداث سریع راه ها بر روی بسترهای ضعیف، استفاده از مسلح کننده های ژئوسنتتیکی با هدف بهسازی خاک می باشد که در حال حاضر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به منظور شناخت هرچه بیشتر رفتار بسترهای مسلح شده، تاکنون آزمایش های صحرایی و آزمایشگاهی محدودی تحت شرایط بارگذاری ترافیکی اجرا گردیده است. به علل مختلف از جمله هزینه های زیاد آزمون های صحرایی و مشکلات اجرایی، انجام آنها با محدودیت هایی همراه است. به کمک روش های شبیه سازی عددی می توان مطالعات پارامتریک جامعی را برروی عملکرد این گونه راه ها به انجام رساند. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی عددی سه بعدی عملکرد بستر راه مسلح شده با لایه های ژئوسنتتیک تحت اثر بارترافیک عبوری مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آن به کمک داده های مطالعات میدانی اعتبار سنجی شد. مقایسه بین نتایج حاصل از مدل سازی عددی و مطالعات میدانی نشان می دهد که مدل عددی قابلیت پیش بینی رفتار یک سیستم مسلح شده با ژئوگرید را دارا می باشد و انطباق مناسبی بین نتایج حاصل از آزمایش های صحرایی و پاسخ های مدلسازی عددی وجود دارد. نتایج بررسیهای عددی نشان می دهد نشست راه با بسترمسلح شده به شدت تحت تاثیر خصوصیات مکانیکی مسلح کننده ها از جمله سختی ژئوگرید وضریب پوآسون آن می باشد به نحویکه با کاهش سختی ژئوگرید در حدود 50 درصد، نشست سطح راه حدود 61 درصد افزایش می یابد. همچنین تاثیر سختی مصالح اساس و بستر بر میزان نشست سطح راه در حالت بستر مسلح شده به میزان 50 درصد نسبت به بستر مسلح نشده کاهش می یابد.

در مکانیک شکست سنگ از روش های متعددی برای رفتار نگاری رشد ترک و شکست استفاده می شود. یکی از روش هایی که برای بررسی ریزترک ها در نمونه تحت تنش استفاده می شود، روش انتشار آوایی است. وجود تخلخل و رطوبت در ساختار بتن، خاک و سنگ اثرات مختلفی بر روند ایجاد و رشد ریزترک ها و در نهایت شکست آنها خواهد داشت. در این تحقیق اثر تخلخل و رطوبت در رشد ترک و شکست در سنگ بررسی شده است. از چهار پارامتر بسیار موثر در روند رفتار نگاری شکست در روش انتشار آوایی یعنی هیت، کانت، دوام موج و انرژی شکست استفاده شده است. برای داشتن درصد تخلخل یکسان و همسان در نمونه ها از ملات سیمان(سنگ مصنوعی) استفاده شد. با استفاده از ماده روان کننده Panplast R نمونه با تخلخل بین 17 تا 35 درصد در پنج تخلخل مختلف نمونه های استوانه ای با قطر 54 میلیمتر با نسبت طول به قطر دو ساخته شد. نمونه در دو حالت خشک و اشباع از آب تحت آزمایش تک محوره فشاری قرار گرفتند. در حین آزمایش اطلاعات انتشار آوائی ثبت شد. از تحلیل داده های بدست آمده از روش انتشار آوایی مشخص شد که مود شکست غالب در آزمایش فشارشی تک محوره در نمونه های ملات سیمان خشک با افزایش تخلخل، به سمت مود کششی افزایش یافته و با افزایش تخلخل و افزایش رطوبت ریز ترک های کمتری در نمونه ایجاد میشود.

امروزه با توجه به رشد جمعیت و لزوم توسعه ساخت و ساز در زمین های حاشیه ای و نامرغوب بکارگیری روش های کارآمد و اقتصادی جهت اصلاح خاک از جمله مباحث مهم و مورد نیاز در مهندسی ژئوتکنیک می باشد. در همین راستار روش های بهسازی زیادی در دنیا در حال اجرا می باشند البته هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارا می باشند که یکی از عمده ترین معایب در برخی روش های موجود عدم سازگاری آنها با محیط زیست می باشد. روش بهسازی بیولوژیکی روشی خلاقانه، نوین و سازگار با محیط زیست می باشد که با استفاده از میکروارگانیسم ها و فرآیندهای بیوشیمیایی منجر به تشکیل کربنات کلسیم می گردد. این رسوب باعث چسپیدن ذرات خاک به یکدیگر می شود و خواص مقاومتی و فیزیکی خاک را بهبود می بخشد. در این پژوهش عملکرد کشت مختلط در برابر کشت منفرد میکروارگانیسم ها در افزایش مقاومت تک محوری و کاهش نفوذپذیری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات تک محوری نشان داد که مقاومت تک محوری خاک بهسازی شده توسط کشت منفرد و مختلط به ترتیب 7/527 کیلوپاسکال و 8/771 کیلوپاسکال می باشد که نسبت به مقاومت خاک بهسازی نشده افزایش چشمگیری یافته است. نتایج آزمایش نفوذپذیری بار افتان نشان داد که نفوذپذیری خاک بهسازی شده نسبت به خاک بهسازی نشده کاهش چشمگیری داشته است. در مجموع عملکرد کشت مختلط در مقایسه با کشت منفرد مطلوب تر بوده و منجر به افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری قابل توجهی گردیده است.

در این تحقیق از یک راکتور فتوکاتالیستی بافل دار به منظور تصفیه پساب رنگی حاوی رنگزای آزوی متیل اورانژ استفاده شد. بافل هایی از جنس پلکسی گلاس توسط نانو مواد TiO2 پوشش داده شده و بصورت عمودی در سیستم قرار گرفتند. بر اساس نتایج به دست آمده کاهش همزمان pH و غلظت اولیه رنگزا باعث هم افزایی در راندمان رنگبری و حذف COD می گردد که این پدیده در مقادیر pH کمتر از 5 و غلظت های کمتر از 75 میلیگرم بر لیتر سرعت بیشتری دارد. همچنین کاهش pH و افزایش زمان واکنش بطور همزمان باعث افزایش راندمان رنگبری حذف COD شد که سرعت آن برای حذف رنگزا در مقادیر pH کمتر از 4 و زمان بیش از 5/6 ساعت بیشتر بوده و برای حذف COD در مقادیر pH کمتر از 5 و زمان بیش از 8 ساعت سرعت بیشتری داشت. کاهش غلظت اولیه رنگزا و افزایش زمان واکنش نیز تاثیر افزایشی در بالا رفتن راندمان رنگبری و کاهش میزان COD داشته که سرعت آن در غلظت رنگزا کمتر از 50 میلیگرم بر لیتر و زمان بیش از 5/8 ساعت آشکارتر بود. نتایج حاصل از تحقیق بیانگر تطابق داده ها با مدل کاهش یافته درجه دوم با ضریب همبستگی (R2) برای هر دو پاسخ حذف رنگ و حذف COD به ترتیب برابر 95/94 و 30/95 درصد می باشد که نتایج اعتبارسنجی مدل را تایید می کند.

دفع زباله چالشی بزرگ در هر کشور است و استفاده از مواد و محصولات پلاستیکی روز به روز در حال افزایش است. بخش عظیمی از زباله های پلاستیکی شامل بطری انواع نوشیدنی ها می باشد که از جنس پلی اتیلن ترافتالات (پت)هستند. یکی از راهکارها جهت بازیافت و استفاده بهینه از آنها، افزودن به بتن بعنوان الیاف می باشد. استفاده از الیاف پت در بتن علاوه بر بهبود خواص مکانیکی بتن باعث رفع مشکل زیست محیطی این مواد نیز می گردد. در پژوهش حاضر رفتار فیزیکی و مکانیکی بتن حاوی الیاف بازیافتی پت مورد بررسی قرار گرفته است برای این منظور 10 ترکیب بتن، شامل نمونه شاهد و 9 ترکیب بتن الیافی ساخته شد. الیاف در سه درصد حجمی % 15/0، %30/0و %45/0 با طول های 1، 2 و3 سانتی متر بطور جداگانه استفاده گردید. آزمایش های مقاومت فشاری کششی، خمشی و ضربه بر روی نمونه ها انجام گرفت. جهت بهبود و افزایش چسبندگی و گیرداری الیاف با ساختار بتن، الیاف را با استفاده از دستگاه تغییر شکل دهنده، بشکل موجدار تهیه گردید. عمده نتایج حاکی از آن است که با افزودن الیاف، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و به ترتیب 5تا 18 درصد، 6 تا 30درصد و افزایش می یابند در حالیکه در مقاومت کششی تغییر نامحسوس و حتی کاهش مقاومت مشاهده می شود. همچنینی با افزایش طول و حجم الیاف مصرفی مقاومت در برابر ضربه بتن به میزان بسیار زیادی افزایش می یابد.

در ساختمانهای با سیستم سازه ای قاب خمشی، عمده شکل پذیری در نواحی انتهایی تیرها، با تشکیل مفاصل پلاستیک به هنگام تغییرشکل های بزرگ در حین زلزله تامین می گردد. باتوجه به ماندگاری تغییرشکل های پسماند سازه پس از وقوع زلزله در سازه های رایج و عدم امکان بهره برداری از آنها، استفاده از رفتار هوشمند فلزها و آلیاژهای حافظه دار شکلی به جای میلگرد های طولی در تیرهای بتنی، مورد توجه محققان قرار گرفته است. از مهمترین ویژگی های بارز آلیاژهای حافظه دار شکلی قابلیت حفظ شکل اولیه در کرنش های کمتر از 8%، خاصیت فوق ارتجاعی و کاهش تغییرشکل های پسماند می باشد. از جمله این مصالح هوشمند می توان به آلیاژهای حافظه دار شکلی (SMA) اشاره نمود. در این تحقیق، قاب های بتنی سه، پنج، هفت و نه طبقه با استفاده از نرم افزار Seismostruct مدلسازی و تحت 6 شتابنگاشت حاصل از زلزله های حوزه نزدیک قرار گرفته اند و پارامتر های تغییر مکان جانبی نسبی طبقات، تغییر مکان جانبی نسبی پسماند طبقات، تغییر مکان جانبی پسماند بام ها و برش پایه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهند، استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی در دوانتهای تیرهای قاب به جای میلگردهای فولادی رایج، باعث افزایش تغییرمکان جانبی سازه هنگام زلزله می گردد: اما تغییر مکان جانبی نسبی پسماند سازه، تغییرمکان پسماند بام و برش پایه کاهش یافته که منجر به افزایش سرویس دهی و هزینه های بازسازی پس از وقوع زلزله های حوزه نزدیک می گردد.

در این مطالعه پس از برداشت داده های واقعی ازچهار تقاطع چراغدار شهرقزوین با استفاده از دوربین های نظارت تصویری و نرم افزار چراغ های هوشمند مرکزی در دو زمان اوج و غیر اوج ترافیک و شرایط جوی بارانی و آفتابی نسبت به تحلیل رفتار عبور رانندگان از تقاطع در فاز زرد و قرمز بااستفاده از مدل لوجیت دوتایی اقدام شد. متغیرهای بررسی شده در این مدل شامل ویژگی-های فیزیکی، ترافیکی، زمان بندی و فازبندی تقاطع و شرایط جوی می شود. نتایج بدست آمده از مدل حاکی از آن است که وجودعابرپیاده در سواره رو، افزایش مدت زمان سپری شده از فاز قرمز و افزایش سرفاصله مکانی خودروها مهم ترین عوامل تأثیرگذار برتوقف رانندگان در فاز زردویاقرمز می باشند و همین طور افزایش سرعت خودرو و زمان انتظار راننده(مدت زمان قرمز رویکرد) مهم ترین عوامل تأثیرگذار برعبور رانندگان در فاز زرد و یا قرمز می باشند. همچنین درصورتی که راننده درابتدای چراغ زرد کمتر از یک متر از تقاطع فاصله داشته باشدو خودرو در زمان زرد چراغ سرعت متوسطی بیش از 20 متر برثانیه داراباشد احتمال عبور از تقاطع به ترتیب بیش از 74 و 90درصد است. یکی از نوآوری های این پژوهش بررسی تأثیرگذاری میزان بارش باران بر رفتارانندگان در عبورویاتوقف است که نتایج مدل نشان می دهد که با افزایش میزان بارش باران احتمال عبور رانندگان از فاز زردویاقرمز افزایش می یابد. نتایج این مقاله می تواند مسئولان مربوط را در شناخت بیشتر ماهیت رفتار رانندگان در تقاطع های چراغدار و ارائه برنامه های کنترلی و نظارتی بیشتر یاری کند.

مدل های هیدرولوژیکی بارش-رواناب یکی از روش های مناسب برای برآورد سیلاب به ویژه در مناطق فاقد آمار است که مدل را به شدت به اطلاعات برداشت شده از حوضه وابسته می کند. از مهم ترین مسائل مورد توجه در به کارگیری مدل های ریاضی بارش-رواناب، اثر توان تفکیک مدل ارتفاعی رقومی (DEM Resolution) و مقیاس نقشه (Data Resolution) بر پارامترهای ژئومورفولوژیکی حوضه مانند شبکه آبراهه ها، مساحت زیرحوضه ها، شیب زیرحوضه ها و آبراهه ها می باشد. در پژوهش حاضر به ارزیابی اثر مقیاس و توان تفکیک نقشه مورد استفاده جهت تهیه DEM بر پارامترهای ژئومورفولوژیکی و عملکرد مدل بارش-رواناب HEC-HMS پرداخته شده است. نتایج بدست آمده در دو حوضه آبریز کسیلیان و کارده بیانگر این مطلب است که دبی اوج هیدروگراف سیلاب بدست آمده از DEMهای SRTM همواره بالاتر از نتایج بدست آمده از نقشه های زمینی (نقشه های 25000/1) است. همچنین با افزایش ابعاد سلول DEM، عملکرد دو منبع در شبیه سازی سیلاب و پارامترهای ژئومورفولوژیکی به علت یکسان شدن محتوی اطلاعاتی آنها، اختلاف اندکی را نشان می دهد. همچنین دبی اوج هیدروگراف و زمان پایه و شیب شاخه صعودی بدست آمده از دو منبع تامین DEM متفاوت بوده و این تفاوت در حوضه کارده قابل توجه می باشد. این امر لزوم توجه به مقیاس نقشه مورد استفاده جهت مدل سازی سیلاب به ویژه در حوضه های فاقد آمار را بیش از پیش آشکار می نماید.

هدف از انجام این تحقیق تصفیه تکمیلی شیرابه کمپوست با استفاده از سیستم راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) بوده است. بدین منظور شیرابه مورد استفاده از خروجی مخزن تصفیه بیولوژیکی بی هوازی از تصفیه خانه شیرابه کارخانه کمپوست گرگان تهیه گردید. در این تحقیق زمان ماند سلولی و زمان بهینه برای سیستم SBR به ترتیب برابر با 5 روز و 12 ساعت برآورد شد. بر اساس نتایج بدست آمده، بیشترین راندمان حذف COD و رنگ برای فرآیند SBR در شرایط بهینه به ترتیب برابر با 90% و 44% بوده که باعث کاهش COD اولیه از mg/L 2184 به mg/L 215 و نزدیک شدن آن به حدود مجاز تعیین شده در استاندارد تخلیه پساب برای مصارف کشاورزی گردید. همچنین مطابق نتایج حاصل، با افزایش زمان ماند هیدرولیکی، میزان لجن تولیدی در راکتور مورد استفاده کاهش یافت. بررسی سینتیک واکنش های بیولوژیکی نیز نشان داد فرآیند تصفیه تکمیلی شیرابه با استفاده از سیستم SBR از مدل های سینتیکی مرتبه دوم Grau و Stover-Kincannon با ضرایب همبستگی بیش از 97 درصد پیروی می کنند.

یکی از عوامل مهم که در تعیین ظرفیت باربری تیرهای مرکب نقش مهمی ایفا می کند، عرض مؤثر آن ها است. علی رغم مطالعات فراوانی که درباره عرض مؤثر تیرچه های مرکب صورت گرفته است، هنوز شاه تیر های موجود در سیستم سقف های مرکب-بنا به دلایلی و در جهت اطمینان-غالبا" به صورت غیرمرکب و بدون لحاظ کردن اثر دال بتنی طراحی می شوند که این امر می تواند منجر به غیراقتصادی شدن طرح گردد. با توجه به اینکه تا کنون عرض مؤثر این قبیل شاه تیرها بررسی نشده است، در این مقاله عرض مؤثر شاه تیرهای مرکب در قاب های ساختمانی ساده ابتدا با فرض رفتار الاستیک-خطی از طریق روش اجزای محدود مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای این منظور، تعدادی شاه تیر مرکب با نسبت های S/L مختلف به صورت دو سر مفصل با توجه به تقارن و یا عدم تقارن پانل های مجاور و همچنین با در نظر گرفتن اثر تیرچه های فرعی مرکب تحلیل شده و تغییرات مقادیر عرض مؤثر آنها در طول دهانه محاسبه گردید. در ادامه جهت بررسی اثر ترک خوردگی و خرابی دال بتنی در میزان عرض مؤثر این نوع از شاه تیرها، تعدادی از نمونه ها به روش غیرخطی نیز تحلیل شده و عرض مؤثر آنها مجددا" محاسبه گردید. مقایسه مقادیر عرض مؤثر بدست آمده از تحلیل عددی با مقادیر پیشنهادی مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان ایران نشان می دهد که این قبیل شاهتیرهای مرکب-حتی با وجود اثرات تیرچه های مرکب متعامد و عملکرد دوجهته دال بتنی-قادر به تامین عرض مؤثر مقررات ملی ساختمان بوده و می توان آنها را بصورت مرکب تحلیل و طراحی نمود.

یکی از مهم ترین و آسیب پذیر ترین اجزای سازه های فولادی، اتصالات تیر به ستون می باشند، که خرابی آ ن ها ممکن است خسارات جبران ناپذیری را به سازه تحمیل نماید. خرابی در اتصالات سازه های فولادی ناشی از نقص در طراحی و یا نقص در اجرای این اجزا می باشد. نقص در جوش های نفوذی یکی از شایع ترین انواع خرابی در اتصالات می باشد. اتصالات گیردار با ورق روسری و زیرسری یکی از متداول ترین اتصالات تیر به ستون در سازه های فلزی هستند. در این نوع اتصالات برای برقراری اتصال بین ورق های بالا و پایین و ستون از جوش های نفوذی استفاده می گردد. برای ایجاد نفوذ کامل در جوش آیین نامه اتصالات در سازه های فولادی ایران (نشریه شماره 264) استفاده از ورق پشت بند و یا جوش کاری دو طرفه را توصیه نموده است، اما در هنگام اجرا هیچ یک از این موارد استفاده نمی شوند به همین دلیل این جوش ها دچار نواقصی از جمله عدم نفوذ می گردند. در این پژوهش با طراحی سه نمونه اتصال تیر به ستون از نوع اتصال با ورق روسری و زیرسری طبق روش توصیه شده در آیین نامه اتصالات در سازه های فولادی ایران و مدل سازی این اتصالات در نرم افزار اجزا محدود، تاثیر نقص عدم نفوذ در اتصالات و هم چنین تاثیر محل قرار گیری این نقص در رفتار اتصال مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که وجود نقص عدم نفوذ مقاومت و دوران اتصال را به ترتیب 30 و 20 درصد کاهش می دهد و تاثیر نقص در جوش فوقانی بیشتر از جوش تحتانی می باشد.

بهینه سازی توپولوژی سازه های گسسته بزرگ مقیاس، از چالش برانگیزترین مسائل بهینه سازی به شمار می روند. در این نوع بهینه سازی، هنگامی که سطح مقطع اعضا از میان مقادیر گسسته انتخاب می شوند، رسیدن به بهینه کلی دشوارتر می گردد. در این مقاله، روش بهینه سازی دومرحله ای نوینی جهت بهینه سازی توپولوژی سازه های گسسته بزرگ مقیاس (شبکه های دولایه)، با در نظر گرفتن قیود مختلف و با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی (HSA) ارائه شده است. بدین منظور، ابتدا با استفاده از روش بهینه سازی تکاملی سازه ها (ESO)، یک آنالیز حساسیت جهت شناخت اعضای سازه ای مهم تر، انجام می شود. سپس نتایج این آنالیز حساسیت به نحوی مورد استفاده قرار می گیرد، که HSA بتواند با ایجاد یک جستجوی جهت دار در یک فضای طراحی کاهش یافته، توپولوژی بهینه شبکه های دولایه را بدست آورد. در روند بهینه سازی توپولوژی، وزن سازه کمینه می گردد بطوریکه قیود مسئله بهینه سازی شامل تنش اعضا و جابجایی گره ها و نیز ضریب لاغری اعضا ارضا گردند. همچنین، وجود و عدم وجود اعضای شبکه پایین و جانی و نیز سطح مقطع اعضای سازه بعنوان متغیرهای طراحی انتخاب شده است. حذف اعضای شبکه پایین و جانی، از طریق حذف گره های شبکه پایین انجام شده است. بمنظور کاهش فضای طراحی، از تقارن سازه جهت حذف گروهی این گره ها استفاده می شود. نتایج عددی بدست آمده در این مقاله، کارایی روش دومرحله ای ارائه شده را در یافتن توپولوژی بهینه شبکه های دولایه نشان می دهند.

افت دمای محیط و اصطکاک زیاد بین سطح تماس روسازی بتنی با لایه زیرین دو عامل اصلی ایجاد ترک در روسازی های بتنی محسوب می شوند. در این پژوهش به منظور ارزیابی اثر تغییرات دو عامل گفته شده روی مقدار تنش اصطکاکی و تنش کششی ایجاد شده در دال روسازی بتنی ساده درزدار، تحلیل های المان محدود روی دال بتنی درزدار در دو حالت دارای میلگرد انتقال بار و بدون میلگرد انتقال بار و با فرض افت دماهای گوناگون و همچنین ضریب اصطکاک های متغیر بین دال بتنی و لایه زیر آن انجام شده است. نتایج حاصل از تحلیل عددی نشان می دهد افت دمای زیاد به همراه ضریب اصطکاک قابل ملاحظه، می تواند در 7 تا 8 ساعت اولیه اجرای روسازی بتنی، تنش حرارتی معادل 124000 پاسکال ایجاد نماید که این مقدار تنش بیش از مقاومت کششی بتن در ساعات اولیه است بنابراین، در ساعات اولیه و تحت شرایط گفته شده، بروز ترک در رویه بتنی محتمل خواهد بود. همچنین نتایج این تحقیق نشان می دهد وجود انحراف از حالت افقی در میلگرد انتقال بار می تواند موجب افزایش بیش از 50 برابری مقدار تنش در محدوده قرارگیری میلگردهای انتقال بار شود.

ساخت مدل های آزمایشگاهی یکی از پر کاربردترین روشهای پژوهشی در مهندسی ژئوتکنیک است. مدلهای آزمایشگاهی پدیده های ژئوتکنیکی را در مقیاسی کوچکتر شبیه سازی می کنند تا تاثیر پارامترهای مختلف بر روی آن بررسی شود. یکی از اصلی ترین پارامترهای خاک در مدلسازی تراکم نسبی خاک است. روش بارش ماسه یکی از روشهای مورد قبول برای ساخت نمونه های آزمایشگاهی و مدل های فیزیکی برای دستیابی به تراکم های نسبی معین در پژوهش های ژئوتکنیکی است. ساخت مدلهای خاکی با لایه های یکنواخت، تراکم نسبی مشخص و تکرارپذیر، یکی از اهداف روش بارش ماسه است. این پژوهش به معرفی یک دستگاه بارش پرده ای ماسه نیمه خودکار می پردازد که جهت ساخت مدلهای فیزیکی در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه فردوسی مشهد ساخته شده است. در این پژوهش نتایج حاصل از آزمایش های صورت گرفته بر روی دستگاه بارش توسط ماسه 161 فیروزکوه، تحلیل و بررسی شده است. تاثیر عوامل مختلف بر تراکم نسبی لایه های خاک مانند ارتفاع بارش، شدت بارش، ضخامت پرده بارش و سرعت حرکت پرده بارش در این دستگاه بارش مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که با افزایش ارتفاع، کاهش ضخامت پرده بارش و افزایش سرعت حرکت پرده، تراکم نسبی ماسه افزایش می یابد. همچنین با بررسی آزمایش های مختلف، تکرارپذیری و یکنواختی بسیار مطلوبی جهت ساخت مدلهای فیزیکی در دامنه وسیعی از تراکم های نسبی ( بین 3 تا 93 درصد ) مشاهده شده است و پیشنهادهایی برای ساخت مدل های فیزیکی به این روش ارائه شده است.

همگرایی دیواره های حوضچه آرامش یکی از راهکارهای بهبود پرش هیدرولیکی از نظر افزایش عمق پایاب و استهلاک انرژی در پایین-دست سرریزهای سدهای بزرگ می باشد. در تحقیق حاضر تشکیل پرش هیدرولیکی در حوضچه های آرامش همگرا به ازای سه هندسه متفاوت و اعداد فرود اولیه 17/3 و 46/4 مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفت. عمق های مزدوج و سرعت پرش در محور مرکزی حوضچه های آرامش همگرا اندازه گیری شد. علاوه بر آن، بیشینه ارتفاع امواج ضربه ای تولید شده در مقاطع همگرا اندازه گیری شد. مقادیر اندازه گیری شده عمق های مزدوج نسبی و استهلاک انرژی پرش با نتایج حاصل از روابط تحلیلی ارائه شده توسط سایر محققین مورد مقایسه قرار گرفت. میانگین خطای نسبی محاسبه پارامترهای مذکور به ترتیب 75/9 و 15/17 درصد بدست آمد. نتایج نشان داد که به ازای عدد فرود یکسان، افزایش زاویه همگرایی باعث کاهش عمق های مزدوج نسبی و طول پرش و افزایش استهلاک انرژی می شود. اما از سوی دیگر افزایش زاویه همگرایی با تشدید امواج ضربه ای و در نتیجه اختلال در ایجاد پرش پایدار همراه بود. به ازای زاویه همگرایی یکسان، اثر انحنای دیواره حوضچه نیز بررسی شد و با توجه به تأثیر ناچیز آن بر بهبود خصوصیات هیدرولیکی پرش، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. نتایج تحقیق حاضر برای مهندسین طراح می تواند بسیار مفید باشد.

مدلسازی عددی سازه های بزرگ نظیر سدها وسیله ای مناسب برای تحلیل لرزه ای و بررسی عملکرد آنها می باشد. شکل دره از پارامترهای مهم در انتخاب نوع سد و تعیین کننده نسبت طول به ارتفاع سد است. در تحقیق پیش رو مدل سه بعدی المان محدود سد وزنی پاین فلت بدون در نظر گرفتن درزهای انقطاع به همراه رفتار غیر خطی مصالح بدنه سد تهیه شده است. در این مدلسازی بارگذاری استاتیکی شامل وزن بدنه سد و بار هیدرواستاتیک مخزن پر می باشد. پس از این بارگذاری استاتیکی، بارگذاری دینامیکی لرزه ای مدل آغاز می شود. با توجه به اهمیت شکل دره، به بررسی تغییرات عرض دره و پاسخ سد به هر سه مولفه حرکت زمین پرداخته شده و اثر تغییرات نسبت عرض دره به ارتفاع سد و همچنین اهمیت مولفه عرضی حرکت زمین در کنار مولفه های افقی و عمودی مورد بررسی قرار می گیرد. اثرات اندرکنشی سد-مخزن – پی در تحلیل منظور شده و نهایتا با نتایج مدل دو بعدی مقایسه می گردد. هدف از تحقیق حاضر، مقایسه پاسخ لرزه ای دوبعدی و سه بعدی سدهای بتنی وزنی و لزوم ارائه مدل های واقعی تر جهت در نظر گرفتن اثرات مودهای عرضی می باشد. اثرات اندرکنش سد-مخزن-پی، رفتار غیرخطی بتن و نیز شکل های مختلف دره مطالعه شده و تاثیر هرکدام بر پاسخ غیرخطی و پایداری لرزه ای سدهای بتنی وزنی تحت مولفه های طولی، قائم و عرضی رکورد زلزله انتخابی بطور جداگانه و نیز همزمان مورد بررسی قرار خواهد گرفت.