مهندسی عمران و محیط زیست (دانشکده فنی)
سال:1390 | دوره:40 | شماره:3 (پیاپی 63) |تعداد مقالات:10

در این تحقیق رفتار تنش کرنش بتن های سبک ساخته شده با اسکوریا و پومیس منطقه آذربایجان ایران مورد بررسی قرار گرفته است. در مراحل تجربی، 14 مخلوط بتن مختلف با نسبت های متفاوت استفاده شده است. 52 نمونه استوانه ای بتن سبک (LWAC) با نسبت های متفاوت برای آزمایش مقاومت فشاری تک محوری و تعیین رفتار تنش کرنش بتن سبک تهیه شدند. در این تحقیق روابط ریاضی تنش کرنش پیشنهادی محققان مختلف، مبنای ارزیابی نتایج تجربی تنش کرنش بتن سبک قرار گرفت. منحنی نتایج تجربی با روابط ریاضی موجود که توسط محققان دیگر ارائه شده است مقایسه شد. به علت تفاوت خصوصیات مکانیکی بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی (NWC) و بتن با مقاومت بالا (HSC)، بعضی تفاوت ها بین نتایج تجربی و روابط موجود مشاهده گردید. در این تحقیق برای انطباق بهتر روابط موجود با منحنی تنش کرنش نتایج تجربی بتن سبک، ضرایب روابط پیشنهادی محققان مختلف اصلاح شدند. نتایج تجربی در مقایسه با روابط موجود می تواند برای تیرها مقاومت خمشی کمتری را نتیجه دهد، به این دلیل موضوع از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

بررسی روند تغییرات کیفیت آب زیرزمینی در برنامه ریزی و مدیریت پایدار منابع آب هر منطقه از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این مطالعه تجزیه و تحلیل روند تغییرات کیفی آب زیرزمینی با توجه به اطلاعات 13 ایستگاه پیزومتری در منطقه دشت اردبیل در دوره آماری 1387-1374 با آزمون ناپارامتری مان کندال مورد بررسی قرار گرفت. قبل از تجزیه و تحلیل، اثر خود همبستگی معنی دار مرتبه اول از سری داده ها حذف گردید. متغییرهای هیدروژئوشیمیایی مورد بررسی شامل مجموع آنیون ها و کاتیون ها، pH، TH، EC، SO42-، Na%، Na+، K+، Ca2+، Mg2+، TDS، SAR، C1- و HCO3- می باشد که در هر سال، 2 بار اندازه گیری شده است. برای هر سری زمانی، شیب خط روند با استفاده از روش تخمین گر Sen محاسبه شد. نتایج نشان دادند که روند تغییرات غلظت تمام متغیرهای کیفی آب، در همه ایستگاه ها افزایشی است. روند مثبت معنی دار در سطح 5 درصد برای متغیرهای کیفی در ماه پرآب برای 23% و در ماه کم آب سال برای 19.5% از سری ها مشاهده شد. نتایج شیب خط روند بصورت نمودار باکس ویسکر نشان داده شده است. روند شدید افزایشی در تغییرات کیفیت آب زیرزمینی در ماه پرآب در بخش های مرکزی و شرقی و در ماه کم آب نیز در بخش های مرکزی و غربی دشت مشاهده شد.

روسازی های بتنی علاوه بر تحمل مداوم بارهای ترافیکی سبک و سنگین، در شرایط آب و هوایی مختلف نیز قرار دارند. پوسته پوسته شدن در مجاورت نمک، یکی از مسائل مرتبط با دوام بتن و روسازی های بتنی است به همین دلیل تلاش های زیادی برای تحقیق در این زمینه در نقاط مختلف دنیا انجام شده است. پوسته پوسته شدن در مجاورت نمک، یک خرابی سطحی است که در اثر یخ زدن یک محلول حاوی نمک روی سطوح سیمانی ایجاد می شود. این خرابی پیشرونده بوده و شامل جدا شدن پولک ها و ذرات کوچک از سطح بتن است. در این تحقیق به بررسی عملکرد بتن های ساخته شده از سیمان تیپ 2 و مرکب با حباب هوای وارد شده و بدون حباب هوا در برابر پوسته پوسته شدن در مجاورت نمک پرداخته و روی مکانیزم های پیشنهاد شده، بحث شده است. نتایج بازرسی چشمی و میزان افت وزن در واحد سطح ناشی از آزمایش پوسته پوسته شدن بتن در مجاورت نمک، برای هر 5 سیکل ذوب و انجماد در مقاله نشان داده شده است. از مطالعات و کارهای انجام شده در این تحقیق نتیجه می شود که مقاومت لایه سطحی بتن در مقابل پوسته پوسته شدن نقش مهمی را ایفا می کند. حباب هوای وارد شده در بتن باعث کاهش آب انداختگی و در نتیجه افزایش مقاومت سطح می شود. بنابراین حباب هوا در بتن، مقاومت بتن در برابر پوسته پوسته شدن در مجاورت نمک را بهبود می بخشد. نتایج نشان می دهد که در طرح های بدون حباب هوا، عملکرد سیمان پرتلند نوع 2 از سیمان مرکب، در آزمایش پوسته پوسته شدن بتن در مجاورت نمک مناسب تر بوده و بهترین عملکرد، مربوط به نمونه های حاوی سیمان مرکب دارای حباب هوا است. نتایج حاصل از آزمایش پوسته پوسته شدن در مجاورت نمک برای تمامی طرح ها می تواند بصورت برازش خطی مدل شود.

یکی از مهمترین بارهای وارد بر دیوارهای ساحلی، بار ناشی از امواج دریایی در حالت طوفانی می باشند. سطح آزاد آب، در این حالت تصادفی و تابع زمان بوده، لذا می تواند بصورت سری زمانی یا طیفی نشان داده شود. با برخورد امواج تصادفی، فشار وارد بر دیوار نیز بصورت سری زمانی و تصادفی بوده و در نتیجه نیروهای داخلی بوجود آمده در دیوار، مانند لنگر خمشی یا نیروی برشی، توزیع زمانی نامنظم خواهد داشت. با تغییر شیب دیوار، می توان نیروهای داخلی بوجود آمده دیوار را بررسی و به مقادیر حداقل دست یافت. در این راستا، دیوار در محدوده زاویه های 45 درجه مثبت تا 45 درجه منفی نسبت به محور قائم، با تغییرات 5 درجه ای (در محدوه تاثیر گذار با تغییرات 1 درجه) در نرم افزار ASCS مدلسازی شده و تحت تاثیر امواج قرار داده شد. به منظور بررسی دقیق، وزن سازه و فشار هیدرواستاتیکی در نظر گرفته شده است. نتایج حاصله نشان می دهند که وقتی دیوار با زاویه 15 درجه مایل در امتداد موج قرار می گیرد، لنگر در پای دیوار کمترین مقدار را داشته، که می تواند در طراحی مورد استفاده قرار گیرد.

رودخانه ها به عنوان یکی از مهمترین منابع تامین آب شیرین مصرفی بخش های صنعت، کشاورزی و شهری از اهمیت ویژه ای برخوردارند. رودخانه چالوس (یکی از رودخانه های حفاظت شده کشور) به عنوان یکی از رودخانه های استان مازندران که از مناطق مسکونی و زراعی عبور می کند و در نهایت به دریای خزر می ریزد دارای اهمیت می باشد. لذا انجام تحقیقاتی جامع، پیرامون آلودگی های آن از لحاظ کمی و کیفی و استفاده از ابزارهای مدیریتی همچون مدل های ریاضی و کامپیوتری به منظور آگاهی از روند تغییر ات و پیش بینی کیفیت آب رودخانه و تعیین میزان بار آلاینده وارده و ارائه راهکار برای بهبود کیفیت آن با توجه به نوع مصرف براساس استانداردها، امری ضروری محسوب می شود. در این مطالعه با توجه به آمار و داده های اندازه گیری شده در مورد کیفیت آب این رودخانه در چهار ایستگاه و مقایسه آنها با استانداردهای موجود، وضعیت این رودخانه مورد بررسی قرار می گیرد. مدل خودپالایی رودخانه در مدل نرم افزاری با ورود مشخصات کمی و کیفی رودخانه در ایستگاه ها تعین شده و پساب های ورودی به آن در دو فصل کم آب و پر آب، ساخته و کالیبره شد. سپس با رساندن مشخصات پساب ها به حد استاندارد (با توجه به استانداردهای تخلیه پساب سازمان محیط زیست) تخلیه به آب های سطحی، وضعیت جدید رودخانه با استفاده از نرم افزار و کاربری های آن در نواحی مختلف رودخانه مشخص گردید و کیفیت آن به حد استانداردهای موجود برای مصارف کشاورزی، مصرف چهارپایان و آبزیان رسید. از نتایج حاصله، استنتاج شد که قدرت خودپالایی رودخانه کم بوده است و روند افزایشی در میزان نیتروژن آلی همزمان با ورود فاضلاب ها قابل ملاحظه می باشد و همچنین میزان فسفر غیر آلی در طول رودخانه، روند رو به رشدی داشته است که از علل آن می توان به افزایش میزان فسفر آلی در طول رودخانه اشاره کرد و همچنین میزان نیترات در طول رودخانه در فصل پر آب روند کاهشی داشته است که علت آن دنیتریفیکاسیون و آزاد شدن نیترات بصورت می باشد ولی در فصل کم آب میزان نیترات ابتدا ثابت و در آخر به علت هجوم فاضلاب ها از آنجا که دبی پایه کم است و نسبت به آلاینده ها حساس می باشد افزایش می یابد. در عین حال میزان کم نیترات در ابتدای مسیر، نشان دهنده آن بوده که پساب های آلوده به کودهای ازته، چندان به رودخانه وارد نشده و قابل توجه نیستند. در پایان، مشکل اصلی رودخانه، در مدلسازی ورود فاضلاب های خانگی و شهری به آن تشخیص داده شد لذا ایجاد شبکه های جمع آوری فاضلاب در مناطق مسکونی و هدایت آنها به تصفیه خانه برای حفظ حیات رودخانه امری ضروری به شمار می رود.

خرابی پیشرونده پدیده ای است که در آن یک خسارت جزیی یا شکست موضعی باعث خرابی کل سازه یا قسمت زیادی از آن می شود به گونه ای که خرابی نهایی تناسبی با خرابی اولیه ندارد. برای بررسی خرابی پیشرونده سازه ها، روش دینامیکی غیر خطی پاسخ های دقیق تری را نسبت به روش های استاتیکی به دست می دهد. به دلیل زمان بر بودن تحلیل دینامیکی غیر خطی استفاده از مدل های ساده تر و روش های تقریبی اهمیت زیادی یافته است. در این مقاله به رابطه سازی یک مدل ساده و تقریبی برای محاسبه تغییرمکان نقطه بالای ستون حذف شده در تحلیل خرابی پیشرونده پرداخته شده است. سعی شده است مدل پیشنهادی در عین دقت مناسب، ساده نیز باشد به طوری که به کمک محاسبات دستی نیز در زمانی اندک به پاسخ برسد. همچنین با رسم منحنی ظرفیت سازه و مقایسه آن با نیروی محوری ستون حذف شده به بررسی مقاومت سازه در برابر خرابی پیشرونده پرداخته شده است.

در قاب های مهاربندی واگرایی (EBFs) که یک انتهای تیر پیوند به ستون متصل می شود، درستی رفتار اتصال تیر پیوند به ستون، به منظور عملکرد ایمن و شکل پذیر EBF بسیار ضروری است. اما از بین آزمایش هایی که تاکنون بر روی این اتصال صورت پذیرفته است، نمونه های آزمایش شده به علت بالا بودن شدت نیروها در ناحیه آسیب پذیر اتصال تیر پیوند به ستون، با شکست هایی ترد و ناگهانی در این محل مواجه بوده اند. در این بین به نظر می رسد، اتصال تیر با مقطع کاهش یافته (RBS)، با متمرکز کردن تنش های خمشی در محلی دور از اتصال، بتواند راه حلی مناسب برای رفع این مشکل، در تیرهای پیوند خمشی باشد. لذا در این مقاله، امکان دور کردن مفصل پلاستیک از محل اتصال، با استفاده از RBS، در عین رسیدن به چرخش پلاستیک لازم تیر پیوند، مورد بررسی قرار گرفت. این ارزیابی با کمک نرم افزار اجزاء محدود ETABS و طی تحلیل استاتیکی غیرخطی (بار افزون) برای یک سیستم دوگانه قاب خمشی ویژه و قاب مهاربندی واگرای ویژه انجام شد. مطابق این بررسی، مدلهای دارای RBS با تشکیل سریع تر مفصل در ناحیه RBS، وقوع تسلیم شدگی تیر پیوند در بر ستون را به تاخیر می اندازند. به این ترتیب، حداقل تا قبل از رسیدن ممان در ناحیه RBS، به 1.1 ظرفیت خمشی پلاستیک مورد انتظار این مقطع، در بر ستون تسلیم شدگی رخ نخواهد داد.

با رشد تکنولوژی و وابسته بودن صنایع به انرژی الکتریسیته، احداث نیروگاه های برق آبی به منظور استفاده از منابع آبی ذخیره شده در مخازن سدها به عنوان یک مهم در کشورهای متفاوت دنیا مطرح می شود. بالا بردن بازده و کارایی سدهای مخزنی و نیروگاه های برق آبی از مهم ترین موضوعات مورد بررسی در سال های اخیر بوده است. الگوریتم ژنتیک به عنوان یک ابزار مناسب جهت بهینه سازی، در بسیاری از زمینه ها مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این تحقیق سعی بر آن است تا با استفاده از الگوریتم ژنتیک ابعاد لوله های پنستاک بهینه یابی گردد. پنستاک لوله ای است فشار قوی که جریان آب را از مخزن سد یا از هر هد آبی بالا به توربین های نیروگاه هدایت می کند. به این منظور پنستاک های سد شهریار میانه و سد Shasta واقع در آمریکا مورد تحلیل قرار گرفته است. در این راستا پس از انجام آنالیز حساسیت، ساختار مناسبی برای الگوریتم ژنتیک ارائه شده است. نتایج بدست آمده بیانگر آن است که الگوریتم ژنتیک از قابلیت بالایی در بهینه سازی برخوردار بوده و می تواند حجم پنستاک را به میزان قابل قبولی کاهش دهد.

گرانول هوازی نتیجه توسعه بیوفناوری محیط زیست در جهت نیل به راندمان بالای تصفیه فاضلاب می باشد. ویژگی های متمایز گرانول های هوازی دال بر برتری این فناوری در مقایسه با فرایندهای لجن فعال متداول است. از جمله این ویژگی های متمایز می توان به پایداری بهتر، دانسیته بالاتر، ساختار میکروبی قوی تر، قابلیت نگهداری توده زیستی بالاتر، سرعت ته نشینی بهتر و قابلیت تحمل نرخ بار آلی بالا اشاره کرد. در این مقاله به بررسی راندمان حذف COD فاضلاب در سیستم SBAR (Reactor Airlift Batch Sequencing) توسط گرانول های هوازی در حضور فاضلاب سنتزی با منبع کربنی گلوکز در 6 سیکل 4 ساعته در هر روز پرداخته شد. با توجه به هدف تحقیق در رابطه با نقش پلیمر در گرانول سازی، دو سیستم موازی، همزمان با هم راه اندازی گشت. یکی از سیستم ها تحت عنوان پایلوت شاهد (R1) و پایلوت R2 جهت تزریق پلیمر هر یک به حجم 4.5 لیتر درنظر گرفته شد. راه اندازی با نرخ بارگذاری d.COD/m3 0.72kg، COD معادل mg/L 200 در هر سیکل آغاز و تا COD/m3 5.4kg ادامه یافت. نتایج حاصل بیانگر قابلیت بالای سیستم گرانوله در میزان حذف COD بود. گرانول های زرد رنگ و رشته ای تشکیل شده دارای قطرهای متفاوت در محدوده 7- 0.5 میلی متر بودند. با تشکیل گرانول ها، قابلیت ته نشینی بالا رفته و شاخص حجمی لجن (SVI) نشانگر مقادیرکمتر از mL/g 100 بود. در پایان آزمایشات و بررسی گرانول های تشکیل شده در هر دو راکتور مشخص گشت که پلیمر کیتوزان تاثیر مثبت هر چند اندک در روند گرانول سازی داشت به طوری که 17 درصد گرانول زرد رنگ و 27 درصد گرانول های رشته ای بیشتری نسبت به راکتور شاهد تولید کرد.

پدیده شکست از مسائلی است که در ساخت هر نوع سد مطرح می گردد. خساراتی که ممکن است پس از شکست بوجود آید، به اهمیت مساله می افزاید. با توجه به پیچیدگی مساله به خصوص در سدهای خاکی، هنوز مدل مناسبی ارائه نشده است. برای پدیده های پیچیده، امروزه از روش های نوینی مانند هوش مصنوعی استفاده می گردد. از جمله این روش های هوش مصنوعی می توان به شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و برنامه ریزی ژنتیک (GP) اشاره نمود. در این مقاله نیز، با توجه به پیچیدگی مساله شکافت، به مطالعه نحوه تعیین بیشینه دبی خروجی از شکافت سد خاکی پرداخته شده و برای بدست آوردن آن از روش های هوش مصنوعی استفاده گردیده است. بدین منظور با استفاده از نتایج موجود سدهای خاکی شکافته شده در طول تاریخ، یک مدل شبکه عصبی مصنوعی و یک مدل برنامه ریزی ژنتیک (GP) درنظر گرفته شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که هر دو روش از قابلیت قابل قبولی نسبت به سایر روش های کلاسیک موجود برخوردار هستند.