مهندسی عمران و محیط زیست (دانشکده فنی)
سال:1396 | دوره:47 | شماره:1 (پیاپی 86) |تعداد مقالات:10

سیمان برای اصلاح خاک های با مقاومت کم و تراکم پذیری بالا کاربرد دارد. افزودن سیمان باعث ایجاد نوعی ساختار شکننده در خاک می گردد. رفتار تنش- تغییر شکل و به تبع آن گسیختگی حجمی خاک های سیمانی شده با خاک معمولی متفاوت می باشد. در این پژوهش رفتار تنش- تخلخل خاک های سیمانه شده مصنوعی توسط سیمان مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز این تحقیق بیشتر بر روی تاثیر سیمان بر کیفیت رفتار تنش- تخلخل خاک بوده است. جهت ایجاد خاک سست سیمانه شده، خاک مورد مطالعه از ترکیب ماسه، سیلت و رس با ذرات پلی استایرن و درصد های مختلف سیمان در رطوبت هایی بیشتر از حد روانی تا حدود دو برابر آن با درصدهای مشخصی تهیه شده است. با استفاده از دستگاه ادئومتر، نمودار تنش- تخلخل استخراج و با مقایسه آن ها با نتایج به دست آمده روی نمونه های خرد شده، تاثیر اثر سیمانه شدن تعیین گشته است. بر اساس نتایج آزمایش، مدلی برای تقریب سازی رفتار خاک های سست سیمانه شده ارائه شده است. این مدل بر اساس روابط لگاریتمی موجود و با توجه به تئوری مفهوم حالات به هم خوردگی پیشنهاد شده که تاثیر ساختار خاک با استفاده از 4 پارامتر جدید در آن معرفی شده است. نتایج مدل ارائه شده با نتایج آزمایشگاهی انجام شده در این تحقیق و همچنین با نتایج منتشر شده در منابع مختلف مقایسه شده است. مقایسه نتایج مدل ارائه شده با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که این مدل می تواند رفتار خاک های سیمانه مصنوعی و طبیعی را به خوبی بیان کند.

پدیده فرسایش و رسوبگذاری در سواحل یکی از بالاترین خسارات وارده به رودخانه ها می باشد. در قوس رودخانه، نیروهای هیدرودینامیکی جریان های ثانویه را به وجود آورده و خطوط جریان سطحی را به سمت ساحل بیرونی و خطوط جریان نزدیک به بستر را به سمت ساحل داخلی منحرف می سازند. از این رو مطالعه جریان در کانال های خمیده و قوسی شکل از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در تحقیق حاضر با استفاده از مدل های دو بعدی CCHE2D و SRH-2D و نیز با هدف مقایسه دو مدل مذکور، به شبیه سازی جریان در قوس 90 درجه پرداخته شده است. به منظور صحت سنجی، نتایج مدل های عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی الگوی جریان با نتایج حاصل از مدل ها، نشان دهنده قابلیت بالای هر دو مدل در شبیه سازی الگوی جریان در قوس می باشند. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که سرعت های محاسبه شده از مدل های عددی CCHE2D و SRH-2D نسبت به مقادیر آزمایشگاهی برداشت شده، به ترتیب دارای خطای 6.77 و 7.42 درصدی می باشند. همچنین متوسط مقادیر پارامتر های آماری MAE، RMSE و R2 در مدل CCHE2D به ترتیب برابر با 2.65، 3.22 و 0.93 و در نرم افزار SRH-2D برابر با 2.25، 2.90 و 0.95 می باشد.

نظارت بر کیفیت هوا با استفاده از داده های ماهواره ای امری حیاتی بوده و استفاده از تکنیک های فعال یک روش بسیار مناسب، برای مطالعه ذرات موجود در جو می باشد. از طرفی هم، پیچیدگی خواص فیزیکی و نوری ابرها و ذرات معلق در هوا منجر به عدم شناخت کافی از رفتار و ویژگی های این ذرات در شرایط مختلف جوی شده است. این تحقیق، یک ارزیابی اولیه از لیدار CALIOP، به منظور تشخیص ابرها و ذرات معلق در هوا در مناطق شرقی ایران، برای دو تاریخ هشتم آگوست سال 2009 (روز) و بیست و هشتم جولای سال 2013 (شب) می باشد. بدین منظور داده های سطح 2 CALIOP مربوط به زمان های مختلف (روز و شب) به جهت آنالیز و تمایز ابرها و ذرات معلق در هوا (CAD) و همچنین بررسی ویژگی های نوری ذرات انتخاب گردید. نتایج حاصل در مجموع نشان می دهند که میزان لایه های متعلق به عوارضی از جنس آئروسل برای هشتم آگوست سال 2009، بیش از بیست و هشتم جولای سال 2013 بوده است، که در واقع موید نتایج حاصل از پروفیل های ضرایب انقراض، پروفیل های عدم قطعیت آن ها و مقایسه پروفیل های مربوط به دما و رطوبت نسبی می باشد.

یک سیستم کش بستی، یک سیستم در حالت پایدار خودمتعادلی است که شامل مجموعه ای از عناصر تحت فشار داخل محیط پیوسته ای از عناصر تحت کشش می باشد. اساس پایداری این سازه ها متکی بر خودتنیدگی اولیه اعضای آن می باشد. لذا مطالعه تاثیر توزیع های مختلف خودتنیدگی بر روی رفتار ناپایداری استاتیکی این سازه ها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مطالعه، رفتار خرابی این سازه ها بر اثر از دست دادن اعضای کششی و فشاری بحرانی تحت توزیع های مختلف خودتنش در بافتارهای تخت کش بستی با در نظر گرفتن اثرات غیر خطی هندسی و مصالح با استفاده از روش مسیر جایگزین مورد بررسی قرار گرفته است. ملاحظه شده است که طراحی الگوی خودتنش در این سازه ها می تواند نقش موثر در ظرفیت باربری، سختی، آستانه شل شدگی کابل ها، نوع مکانیزم خرابی و همچنین حساسیت این سازه ها به حذف اعضای بحرانی داشته باشد. نتایج حاصل از این تحقیق، به ارائه برخی توصیه های طراحی در رابطه با انتخاب الگوی خودتنش به منظور دست یابی به رفتار بهتر در صورت حذف اعضای بحرانی منتهی می شود.

تحقیقات اخیر در صنعت ساخت و ساز جایگزینی کلی یا جزئی سیمان توسط پوزولان ها و مواد معدنی را موجه می سازد. تولید و استفاده از این مواد می تواند با مزیت های اقتصادی، زیست محیطی و فنی مانند ذخیره انرژی، کاهش حرارت هیدراسیون، حفاظت از محیط زیست و یا بهبود دوام در مقابل حملات شیمیایی مختلف همراه شود. ولاستونیت ماده ای معدنی است که اخیرا به عنوان جایگزین مناسب قسمتی از سیمان در بتن مطرح شده است. با این که وجود منابع عظیمی از این ماده در ایران به ثبت رسیده، ولی تاکنون در کشور ما تحقیقی در خصوص جایگزینی این ماده در بتن انجام نشده و اطلاعات کمی از تاثیر این ماده بر خصوصیات مکانیکی و دوام بتن در دسترس است. از این رو در این تحقیق آزمایشگاهی به منظور بررسی اثر جایگزینی مقادیر مختلف ماده معدنی ولاستونیت بر برخی از خواص مکانیکی و دوام بتن، 27 طرح مخلوط در سه نسبت آب به مواد سیمانی مختلف ساخته شد. در برخی طرح ها از پوزولان میکروسیلیس نیز به دلیل ضعف ولاستونیت در مقاومت کوتاه مدت استفاده شد. ولاستونیت به صورت درصد وزنی به میزان 5% و 20% و میکروسیلیس نیز در درصدهای 7% و 10% جایگزین سیمان شده است. به منظور تعیین خواص مکانیکی و شاخص های دوام آزمایش های مربوطه در سنین 7، 28 و 90 روز برروی نمونه های بتنی انجام شد. نتایج به دست آمده نشان می دهند طرح هایی که در آن ها 5 درصد ولاستونیت به همراه میکروسیلیس با سیمان جایگزین شده است، بهترین عملکرد را در آزمایش های مکانیکی و دوام داشته اند.

آنالیز ترافیک حرکت- توقف که به سبب دلایل غیر قابل پیش بینی مکررا در آزادراه ها مشاهده می گردد به منظور مدل سازی شکل و انتشار آشفتگی و تخمین اثرات ازدحام در جریان ترافیک مهم می باشد. تئوری های بسیار زیادی در علم ترافیک به منظور شناسایی ازدحام ترافیکی مبتنی بر قوانین علم فیزیک مانند ترمودینامیک و سیالات ارائه گردیده است، اما این تئوری ها تا کنون نتوانستند پیچیدگی پاسخ های مختلف رانندگی در وضعیت های مختلف ترافیکی را به ویژه در ازدحام ترافیکی، توضیح بدهند. در این مقاله، به منظور شناسایی نمودن ترافیک حرکت- توقف در سطح جزیی نگر، مبتنی بر تئوری نامتقارنی و داده های عبوری NGSIM، جریان ترافیک به پنج فاز: جریان آزاد، فاز افزایش و کاهش شتاب، کرانه ای، پایدار تقسیم بندی می گردد که جریان ترافیک در محدوده بین دو منحنی فاز افزایش و کاهش شتاب در تعادل ترافیکی می باشد. مبتنی بر تئوری نامتقارنی، ویژگی های پاسخ رفتاری متداول رانندگی، خطاهای عملکردی، پیش بینی و همچنین آنالیز و توصیف دقیقی از تحلیل و انتقال حلقه ترافیک حرکت- توقف به سه مورد ایجاد، رشد و ناپدید شدن امواج حرکت- توقف ارائه می گردد.

تغییرات بستر و سواحل در قوس رودخانه ها امر بسیار مهمی از نقطه نظر ریخت شناسی و مهندسی رودخانه محسوب می شود و تحقیقات زیادی را به خود اختصاص داده است. یکی از راه های تثبیت دیواره در قوس خارجی استفاده از سازه آبشکن می باشد. آبشکن ها می توانند به صورت نفوذپذیر و یا نفوذناپذیر ساخته شوند. آبشکن باندال لایک ترکیبی از آبشکن نفوذپذیر و نفوذناپذیر است که می تواند به عنوان جایگزینی برای آبشکن های سنتی به کار برده شود. در این تحقیق اثر سه آبشکن نفوذپذیر، نفوذناپذیر و باندال لایک با ارتفاع 8.5 سانتی متر و در شرایط هیدرولیکی متفاوت (اعداد فرود 0.21، 0.23، 0.26 و 0.29)، بر توپوگرافی بستر در فلوم قوسی 90 درجه ملایم و در شرایط مستغرق مورد آزمایش قرار گرفته است و نتایج با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج این مطالعه نشان دادند که عمق فرسایش در اطراف آبشکن باندال لایک به مراتب کمتر از آبشکن نفوذناپذیر است. به عنوان مثال در عدد فرود 0.29 حداکثر عمق آبشستگی در اطراف سازه باندال لایک 64% کمتر از حداکثر عمق آبشستگی در اطراف آبشکن نفوذناپذیر می باشد. همچنین سازه باندال لایک در مقایسه با آبشکن نفوذپذیر سبب شکل گیری کانال عمیق تر برای ناوبری می شود.

در این مقاله طراحی بهینه قاب های فولادی مورد بررسی قرارگرفته است. بدین منظور با اضافه نمودن دو مفهوم مقیاس کردن و متناسب نمودن به الگوریتم سیستم ذرات باردار (CSS)، الگوریتم سیستم ذرات باردار مقیاس شده (SCSS) به دست آمده است. الگوریتم جدید دارای جواب های قابل اعتمادی است. صحت و قدرت این الگوریتم به کمک یک مثال مبنای سازه ای و یک مثال کاربردی شناخته شده ارزیابی شده است. با بررسی نتایج حاصل از بهینه سازی مثال ها می توان نتیجه گرفت که الگوریتم تغییر یافته توانایی یافتن جواب های نزدیک به هم در اجراهای مختلف را دارد.

بررسی ها و تحقیقات در مورد رخداد انفجار در داخل مخزن سدها و تاثیر آن بر رفتار دینامیکی چنین سازه هایی، با شروع جنگ جهانی دوم و پیدایش نیازهای اساسی برای تحقیق در این حوزه، ضرورت تحقیق در زمینه پدافند غیر عامل را گسترش داد. در مقاله حاضر پدیده انفجار داخل مخزن سد بتنی وزنی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود Abaqus بررسی گردید. در این بررسی دو مدل متفاوت از نظر هندسه و مشخصات مصالح برای سازه سد بتنی وزنی مد نظر قرار گرفته است، به طوری که مدل اول با لحاظ رفتار خطی مصالح و مدل دوم با لحاظ رفتار خطی و غیر خطی مصالح بتنی بدنه سد می باشد. ابتدا صحت مدل سازی سیستم سد- مخزن در مقایسه با تحقیقات تحلیلی صورت گرفته بررسی گردید، نتایج به دست آمده حاکی از انطباق کامل نتایج می باشند. سپس تحلیل سیستم سد- مخزن- فونداسیون طی سناریوهای مختلف در نرم افزار با تحلیل دینامیکی صریح انجام گردید. نتایج نشان دادند که جابجایی های نقاط مختلف از بدنه سد در جهت افقی بیشتر از حالت قائم می باشد و در نظر گرفتن رفتار غیر خطی جابجایی ها را افزایش می دهد. علاوه بر آن مقایسه تغییر موقعیت ارتفاعی بار انفجاری نشان داد که قرار گرفتن بار انفجاری در قسمت میانه از مخزن، میزان شتاب بیشتری ایجاد می کند. توزیع موج تنش در بدنه سد با شروع انفجار از مقابل محل قرارگیری بار انفجاری در بدنه سد آغاز می شود که این تنش ها در پوسته بیرونی وجه پایین دست سد بیشتر از وجه بالادست و نزدیک نقطه انفجار می باشد. همچنین در نظر گرفتن رفتار غیر خطی در مقایسه با رفتار خطی تغییر محسوسی را در توزیع تنش سبب نمی شود.

ازن سطحی از اجزاء اصلی تشکیل اسماگ فتوشیمیایی در حضور اکسیدهای نیتروژن و ترکیبات آلی فرار به شمار می رود. این مطالعه با هدف تحلیل تغییرات غلظت ازن سطحی و ارتباط آن با تغییرات غلظت NOX در شهر تبریز با استفاده از داده های روزانه غلظت ازن و NOX در سه ایستگاه راه آهن، میدان نماز و آبرسان انجام شده است. بر اساس نتایج، تغییرات روزانه ازن و NOX تحت تاثیر شدید تغییرات فصلی و موقعیت ایستگاه بوده و در تمامی فصول، بالاترین غلظت های ازن و NOX به ترتیب در ساعات 12 تا 19 (ppb 49.6) و در ساعات 18 تا 22 (ppb 221.4) و پایین ترین غلظت های ازن و NOX به ترتیب در ساعات 7 تا 9 (ppb 4.5) و در ساعات 2 تا 6 (ppb 5.5) رخ داده و در هر سه ایستگاه، بالاترین مقادیر غلظت ازن و NOX به ترتیب در فصول تابستان و پاییز و پایین ترین مقادیر غلظت ازن و NOX به ترتیب در فصول زمستان و تابستان ثبت شده است. بررسی ارتباط بین ازن سطحی و NOx در شهر تبریز که مطابقت خوبی با مطالعات صورت گرفته در شهرهای مختلف دارد، نشان داد که غلظت NOx با افزایش فعالیت های انسانی و حجم ترافیک به بیشترین مقدار خود می رسد و بیشترین نسبت اختلاط ازن نیز در کمترین مقدار NOx رخ می دهد. با شروع روز و افزایش شدت تابش خورشید، اکسیداسیون NOx نیز افزایش می یابد. در طول روز الگوی تغییرات غلظت NOx برعکس ازن می باشد، به طوری که در طول صبح بیشترین و در هنگام ظهر و بعد از ظهر کمترین مقدار را دارد.