مهندسی عمران و محیط زیست (دانشکده فنی)
سال:1391 | دوره:42 | شماره:1 (پیاپی 66) |تعداد مقالات:7

بتن یکی از رایج ترین مصالح صنعتی و ساختمانی است که به دلیل اقتصادی بودن اهمیت روز افزونی پیدا می کند. در سال های اخیر با بهره گیری از روش های مختلف آزمایشگاهی، پارامتر های شکست مواد سیمانی مانند بتن مورد بررسی قرار گرفته است؛ نقش این پارامتر ها در طراحی سازه های سطحی و زیر سطحی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله مدل شکست بر اساس شبکه عصبی برای تخمین پارامترشکست بتن GFانرژی مخصوص شکست که مساحت زیر منحنی تنش- بازشدگی نوک ترک است) در بارگذاری تحت خمش سه نقطه ای (3PB) ارائه شده است. می توان با استفاده از شبکه عصبی و آموزش صحیح شبکه و متعاقبا ایجاد رابطه منطقی بین متغیر های ورودی و خروجی، مدل بهینه ای برای هر سری از داده ها ایجاد کرد و سپس با ارزیابی دقت شبکه، از آن ها به عنوان یک ابزار موثر برای تخمین انرژی شکست بتن استفاده کرد.

نظریه آشوب به مطالعه پدیده ها و سیستم های دینامیکی غیر خطی و پیچیده ای می پردازد که رفتار آن ها در نگاه اول تصادفی به نظر می سد، اما در واقع همین سیستم ها تحت حاکمیت قوانین مشخصی می باشند و با نگاهی عمیق تر، نوعی دوره تناوب و نظم در آنها مشهود می گردد. حساسیت به شرایط اولیه، ناپایداری، غیرپریودیک، قطعی و غیر خطی بودن، خصوصیات یک سیستم آشوبناک را تعریف می کنند. در سیستم های هیدرولوژیکی آشوبناک نیز، می توان از تحلیل سری زمانی بلند مدت، سری زمانی کوتاه مدت را استخراج کرد و همچنین اطلاعات و روابط سیستم را بدون نیاز به یافتن قوانین یا روابط دینامیکی حاکم، کشف کرد. از آن جا که نوسانات تراز آب دریاچه ها ماهیتی دینامیکی و غیر خطی دارد، لذا نظریه آشوب می تواند نقش مهمی را در شناخت این پدیده ایفا نماید. با لحاظ اهمیت و موقعیت ملی - جهانی دریاچه ارومیه، هدف از این تحقیق، مطالعه نوسانات روزانه تراز آب دریاچه ارومیه در طول دوره آماری 44 ساله اخیر با استفاده از مفاهیم نظریه آشوب می باشد. اولین گام جهت مطالعه یک فرآیند با این نظریه، بررسی آشوبناکی آن است که روش بعد همبستگی از مرسوم ترین این روش ها است. بدین منظور پس از محاسبه زمان تاخیر و بازسازی فضای حالت، بعد محاط با استفاده از توابع خود همبستگی و الگوریتم نزدیکترین همسایگی کاذب تعیین شده و سپس شیب نمودار بعد همبستگی محاسبه گردیده است. مقدار عددی غیر صحیح این شیب، مبین آشوب پذیری سیستم می باشد. نمای لیاپانوف و پهنای باند در توان طیفی فوریه نیز دیگر شاخص های بررسی ماهیت آشوبناکی هستند که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته اند و نتایج حاصله از آنها نیز حاکی از آشوبی بودن سیستم می باشد.

تاکنون مدل سازی های متنوعی در تحلیل و طراحی خطوط ریلی صورت گرفته است. در برخی از مدل ها فنرهای زیر ریل به صورت فشاری و کششی می باشند، که از آن جمله می توان به مدل تیر بر روی بستر ارتجاعی (مدل وینکلر) اشاره کرد. از آنجایی که بستر زیر ریل دارای مقاومت کششی نمی باشد، فنرهای به کشش افتاده در مدل وینکلر نبایستی هیچ گونه سختی از خود نشان دهند تا یک مدل واقعی حاصل شود. با توجه به سادگی و کاربرد وسیع تئوری وینکلر در حوزه مهندسی و دارا بودن محدودیت ها و اشکالات وارده بر آن، سعی شده برخی از این محدودیت ها رفع شوند. در این مقاله با در نظر گرفتن وزن مرده ریل و تراورس با کمک مدل سای-وستمن با حذف فنرهای کششی به اصلاح مدل وینکلر پرداخته می شود. با فرموله کردن و تشکیل معادلات دیفرانسیل تغییر شکل تیر با شرایط مذکور، حل ریاضی آن ها به شکل بسته صورت گرفته است. همچنین تلاش شده با استخراج نمودارهای بدون بعد، حساسیت سنجی سختی بستر و نوع پروفیل ریل و بار چرخ وسائط نقلیه ریلی در مقابل طول بلند شدگی خط صورت گیرد. با توجه به شرایط خطوط ریلی کشور و بار محوری عبوری، یک مطالعه موردی و در نهایت مقایسه طول ناحیه کششی (غیر تماسی) و فشاری مدل وینکلر، سای- وستمن ارائه شده است. با حل معادلات و رسم نمودار خیز ریل در حالت اصلاح شده مشاهده می شود که طول ناحیه غیر تماسی و ارتفاع بلندشدگی خط ناشی از یک بار متمرکز بیش از مدل وینکلر می باشد.

حالت تخلیه مخزن یکی از حالات بارگذاری سد های خاکی است که در طراحی شیروانی بالا دست سدهای خاکی نقش عمده ای ایفا می کند. در این حالت شیروانی بالا دست در شرایط بحرانی قرار گرفته و ممکن است ناپایداری هایی در آن رخ دهد. علت این امر آن است که در حین تخلیه مخزن، افت تراز آب داخل پوسته همزمان با پایین رفتن تراز آب مخزن صورت نمی گیرد. فشار آب حفره ای محبوس در پوسته بالا دست باعث کاهش تنش های موثر می گردد و از این رو احتمال وقوع لغزش و ناپایداری در شیروانی بالا دست وجود دارد. یکی از راه های کم کردن فشار آب حفره ای پوسته بالا دست در حین تخلیه مخزن، تعبیه زهکش در این شیروانی ها است. هدف اصلی این تحقیق آن است که مشخص گردد با لحاظ نمودن و تعبیه زهکش در شیروانی بالا دست سدهای خاکی، فشار آب حفره ای تا چه میزان زائل گردیده و ضریب اطمینان و پایداری تا چه حد بهبود می یابد.

در هزاره جدید افق فعلی علم را نانوفناوری ترسیم کرده است. نانوفناوری به معنای توسعه، ساخت، طراحی و استفاده از محصولاتی است که اندازه آنها بین یک تا صد نانومتر قرار دارند. استفاده از نانوسیلیس خصوصیات مکانیکی و دوام بتن را بهبود بخشیده و با افزایش عمر مفید سازه، آلودگی های زیست محیطی همچون تولید گاز گل خانه ای دی اکسید کربن را کاهش داده و دستیابی به توسعه پایدار را تسهیل می نماید. هدف از این تحقیق بررسی اثر نانوسیلیس بر خواص مکانیکی و دوام بتن می باشد. به این منظور از آزمایش هایی چون مقاومت فشاری، نفوذپذیری و جذب مویینگی آب، نفوذ تسریع شده یون کلراید و مقاومت الکتریکی بهره گرفته شده است. علاوه بر این جهت بررسی دقیق تر اثرات نانوسیلیس بر ریزساختار بتن از آزمایش میکروسکوپ الکترونی روبشی بر روی نمونه های خمیر سیمان نیز استفاده شده است. جهت ساخت نمونه های بتنی از مقادیر مختلف نانو سیلیس با جایگزینی 0%، 2.5%، 4.5%، 6.5% و 8.5% وزنی سیمان استفاده گردید. تمامی نمونه ها با نسبت آب به مواد سیمانی ثابت و برابر با 0.45 و عیار سیمان 400kg/m3 ساخته شدند. بطور کلی نتایج، بهبود خواص و میکروساختار بتن را با افزایش میزان نانوسیلیس نشان می دهد.

سابقه استفاده از فرم سازه ای قوس در ایران به هزاران سال می رسد. قوس از اجزای بنیادین در معماری ایران است. دیگر سیستم های سازه ای نظیر طاق و گنبد از قوس ها بدست آمده است. قوس ها، طاق ها و گنبدهای مصالح بنایی توجه و حیرت بسیاری از محققان را در طول قرن ها برانگیخته و امروزه مطالعات ویژه ای در این زمینه در حال انجام است. این فرم ها در بناهای تاریخی و خطوط ریلی و جاده ای بسیاری از کشورهای دنیا قابل مشاهده است. در این تحقیق، پایداری انواع قوس های ایرانی تحت وزن، سربار و زلزله ارزیابی شده است. پرکاربردترین قوس های ایرانی پس از مدل سازی هندسی در نرم افزارAutoCAD ، برای مدل سازی اجزای محدود به محیط نرم افزار ANSYS انتقال یافت. تحلیل استاتیکی، ارتعاش آزاد و دینامیکی خطی و غیرخطی بر روی مدل اجزای محدود انجام شده است. برای تحلیل دینامیکی از 3 شتاب نگاشت تکان قوی استفاده شده است. پس از مقایسه نتایج تحلیل های گفته شده، مشخص شده است که قوس های سهمی باربری مناسبی نسبت به دیگر قوس ها دارند همچنین زمان و نحوه فروپاشی قوس ها و محل ترک های اولیه بدست آمده است.

امروزه پدیده خوردگی در سازه های بتنی اجرا شده در مناطق جنوبی کشور یکی از معضلات مهم جامعه مهندسی کشور می باشد. پدیده خوردگی هر ساله هزینه های هنگفت مالی بر کشور تحمیل می کند. با این وجود، می توان با شناخت بهتر عوامل و دلایل آن در منطقه خلیج فارس، گام های موثرتری در راستای پیشگیری از خسارت های احتمالی و بهبود وضعیت موجود برداشت. در این تحقیق، با توجه به اینکه شرایط رویارویی پاشش یکی از مناطق حساس برای خوردگی آرماتور و در نتیجه تخریب بتن در محیط های دریایی می باشد، با ساخت آزمونه های بتنی مسلح با نسبت های آب به سیمان مختلف (0.35، 0.40، 0.45 و 0.5) واقع در این شرایط رویارویی در منطقه خلیج فارس (جزیره قشم)، وضعیت خوردگی آرماتور با استفاده از روش های مختلفی از جمله جریان ماکروپیل، پتانسیل نیم پیل و نرخ خوردگی آرماتور در طول 18 ماه بررسی شده است. بر اساس نتایج حاصله، کاهش نسبت آب به سیمان اثرات قابل ملاحظه ای بر کنترل خوردگی و تعویق زمان شروع خوردگی خواهد داشت. همچنین مقایسه روش های مورد استفاده برای بررسی خوردگی نشان از دقت مناسب آن ها برای تخمین شروع احتمالی خوردگی دارد.