دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Investigation of crack propagation behavior of impact-resistant functionally graded concrete بررسی مکانیک شکست پانل بتنی لایه‌ای تابعی مقاوم در برابر بارگذاری ضربه 1111 1128 3002 10.22060/ceej.2018.14226.5618 FA صفا پیمان گروه عمران پویا حیدری دیگه‌سرا دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران Journal Article 2018 04 09 This paper conducted research on numerical studies of fracture mechanics related to crack propagation of projectile impact-resistant functionally graded concrete consisting of plain, fiber reinforced and tough aggregate concrete layers, which are presented by modeling a three-point bending test in presence of initial notch. To consider fracture behavior in process zone, a bilinear softening model for plain and tough aggregate concrete and a trilinear softening model obtained from traction-separation relationship of cohesive zone model is used. Extended finite element method is utilized for numerical analysis. result of numerical modeling of three-point bending test have been investigated and compared using loading versus crack mouth opening displacement (P-CMOD) curves. Functionally graded model has been studied in comparison with homogeneous plain, fiber reinforced and tough aggregate concrete models, and the results showed that homogeneous fiber reinforced concrete model has a better fracture behavior than others models. The functionally graded model has not been subjected to sudden failure in comparison with plain and tough aggregate concrete models due to the fiber reinforced in end layer. Also, effect of each layer and their thickness change in the functionally graded model are evaluated and it was observed that fiber reinforced layer due to high fracture energy created by fiber bridging has a beneficial effect on the fracture behavior related to other layers. In this way, by considering proper position and thickness for this layer, in addition to providing appropriate performance in the fracture behavior, cost of materials also be significantly reduced. در این تحقیق مطالعات عددی مکانیک شکست مربوط به رشد ترک یک ماده بتنی لایه‌ای تابعی مقاوم در برابر بارگذاری ضربه گلوله شامل بتن معمولی،مسلح الیافی و سنگدانه‌های سفت به وسیله مدل‌سازی آزمایش خمش سه نقطه‌ای در حضور ترک اولیه ارائه شده است. از مدل ناحیه چسبنده دو خطی برای بتن معمولی و بتن با سنگدانه‌های سفت و سه خطی برای بتن مسلح الیافی به منظور رفتار شکست در ناحیه فرآیند استفاده شده و روش محاسباتی المان محدودتوسعه یافته ( XFEM )  برای آنالیز عددی به کار گرفته شده است. نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی آزمایش خمش سه نقطه‌ای به وسیله منحنی بار-بازشدگی نوک ترک( P-CMOD ) مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نمونه لایه‌ای تابعی در مقایسه با نمونه‌های همگن بتن معمولی، مسلح الیافی و سنگدانه‌های سفت موردبررسی قرار گرفته و نتایج نشان دادکه نمونه مسلح الیافی همگن رفتار شکست به مراتب بهتریازنمونه‌های دیگر داردونمونه لایه‌ای تابعی نیزبه دلیل دارا بودن الیه مسلح الیافی در لایه انتهایی در مقایسه با نمونه‌های بتن معمولی و بتن با سنگدانه‌های سفت دچار شکست ناگهانی نمی‌شود.همچنین اثرات هر یک از لایه‌ها و تغییر ضخامت آن‌ها موردارزیابی قرار گرفته و مشاهده گردید که لایه مسلح الیافی با توجه به انرژی شکست زیاد ناشی از پل‌بندی الیاف‌ها نسبت به سایر لایه‌ها، تاثیر مفیدی بر رفتار شکست نمونه داردوبا اتخاذموقعیتو ضخامت مناسب برای این لایه می‌توان ضمن تامین کارایی مناسب دررفتار شکست،هزینه مصالح را نیزبه میزان قابل توجهی کاهش داد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3002_d806ca13ca3449af72a1ea5aedbed26a.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Prediction models for estimation of exit hydraulic gradient and uplift pressure under the influence of downstream filter مدل‌های پیش‌بینی برای برآورد گرادیان خروجی و زیرفشار تحت تأثیر فیلتر پایین‌دست 1129 1144 2992 10.22060/ceej.2018.14461.5661 FA میثم نوری دانشگاه تبریز فرزین سلماسی Tabriz University, Agricultural faculty, Irrigation department 0000-0002-1627-8598 چواد پارسا دانشگاه تبریز 0000-0002-4993-4475 Journal Article 2018 05 18 This study investigates the impact of filter which is located in downstream of the hydraulic structures for reduction of uplift pressure and hydraulic gradient. Effective parameters for design of filter are: length of filter (L), distance from downstream of structure (X) and upstream water head (H). The outcomes of this study showed that design of filter with L/H equal to 0.057, results 60% reduction of downstream uplift pressure and 10% reduction of upstream uplift pressure. Thus the effect of filter in uplift pressure in downstream of floor is impressive. By increasing the filter length, exit hydraulic gradient always decreases and with increasing the distance of downstream (X), the effect of filter in reduction exit gradient increases. Design of filter with L/H equal to 0.057 have a good impact on exit hydraulic gradient reduction (65%), witch by increasing the length of filter, hydraulic gradient reduction will be reduced. Finally, regression and artificial intelligence models (RBF, MLP and SVM) were used for prediction of uplift pressure and exit hydraulic gradient in structure with filter. Comparison of these models base on two error measurements (R2, RMSE and MAE) demonstrated that regression model is a suitable model and SVM as a poor model in prediction of uplift pressure and hydraulic gradient. در مطالعه در مطالعه حاضر تأثیر فیلتر واقع در  پایین‌دست  سازه‌های آبی بر کاهش مقادیر زیر فشار و گرادیان خروجی مورد بررسی قرار گرفت. تأثیر  پارامترهای موثر فیلتر از جمله طول و فاصله از  پایین‌دست سازه و همچنین بار آبی بالادست مورد بررسی واقع شد. نتایج نشان داد همواره با طرح فیلتر با نسبت<em>_H</em><em>^L</em> به میزان 0/057، مقدار زیرفشار به میزان60 درصد در  پایین‌دست و به میزان 10درصد در بالادست کاهش خواهد یافت و تأثیر فیلتر بر کاهش مقادیر زیرفشار در  قسمت‌های انتهایی کف سازه قابل توجه  می‌باشد. با افزایش طول فیلتر همواره گرادیان خروجی کاهش پیدا  می‌کند و با فاصله گرفتن از  پایین‌دست سازه، میزان تأثیر فیلتر بر کاهش گرادیان افزایش پیدا می‌کند. تأثیر طول فیلتر بر کاهش گرادیان همانند زیرفشار، با طرح فیلتر با نسبت <em>_H</em><em>^L</em> برابر با 0/057، مناسب( 65 درصد کاهش) و قابل ملاحظه می‌باشد که با افزایش طول، گرادیان با شیب  کمتری کاهش پیدا  می‌کند. در آخر، از مدل رگرسیونی و  مدل‌های هوش مصنوعی شامل : شبکه توابع پایه شعاعی( RBF)، شبکه چند لایه پیشخور( MLP) و ماشین بردار پشتیبان( SVM) برای برآورد زیرفشار و  گرادیان خروجی با وجود فیلتر استفاده شد. با مقایسه این  مدل‌ها با استفاده از  معیارهای MAE ، RMSE  و ²R ، مدل رگرسیونی به عنوان  مناسب‌ترین مدل و SVM به عنوان  ضعیف‌ترین مدل در برآورد زیرفشار و گرادیان معرفی شد. https://ceej.aut.ac.ir/article_2992_24b43fb034a10d78bec71274033b4096.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Experimental study of the effect of adding clay nanoparticles to improve strength properties of contaminated clayey-sand soil with gasoil مطالعه آزمایشگاهی تأﺛﻴﺮ افزودن نانوذرات رس در ﺑﻬﺴﺎزی خصوصیات مقاومتی ﺧﺎک ماسه رس‌دار آﻟﻮده ﺑﻪ گازوئیل 1145 1162 2953 10.22060/ceej.2018.14287.5612 FA میلاد شهیدی دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه زنجان فرهنگ فرخی گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران فرهاد عاصمی دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه زنجان 0000-0003-3090-1689 Journal Article 2018 04 06 The release of oil pollutants in the soil causes changes in the structure, texture and the relationship between the soil particles. This has destructive effects on the physical and mechanical properties of soils. In recent years, improvement of degraded engineering properties of these soils for their use in construction projects has been a challenge for researchers and engineers. In this paper, the effect of adding two types of clay nanoparticles on the improvement of mechanical properties of Clayey Sand contaminated with gas-oil has been investigated. For this purpose, after determining the basic properties of natural soil, soil with 6% and 8% gas-oil, contaminated soil stabilized with nano-clay in values of (0.5, 1, 2 and 3%) and organo-clay in values of (0.3, 0.5, 0.7 and 1%), standard compaction and unconfined compressive strength tests during the two curing periods (7 and 28 days) were performed on them. Scanning electron microscopy (SEM) was also used to evaluate the microstructure of natural soil samples. Also, the microstructure of natural soil, contaminated soil and contaminated soil stabilized with nanoparticles was studied with the help of SEM. The results of the tests showed that maximum dry density, optimum water content, and unconfined compressive strength have decreased in the soil with gas-oil. The stabilization of contaminated soil using clay nanoparticles showed that adding 2% of nano-clay to contaminated soils of 6 and 8% of gas-oil resulted in the highest increase in compressive strength of 58% and 56%, respectively. In addition, adding 0.7% organo-clay to soil containing 8% of gas-oil leads to an increase of 37.56% in compressive strength. It was also observed that the addition of nano-clay and organo-clay to the contaminated soil resulted in an increase in optimum water content and a decrease in the maximum dry density. In general, it can be concluded that the contaminated soil with gas-oil has the potential to improve strength properties by adding clay nanoparticles. انتشار آلاینده‌های نفتی در خاک باعث ایجاد تغییر در ساخت و بافت و ارتباط بین ذرات خاک می‌‍‌‌شود. این امر تأثیرات مخربی بر روی ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی خاک‌ها می‌گذارد. در سال‌های اخیر، بازیابی خواص مهندسی تنزل یافته این خاک‌ها به منظور استفاده در پروژه‌های عمرانی یکی از چالش‌های پژوهشگران و مهندسان بوده است. در این مقاله، تأثیر افزودن دو نوع نانوذرات رس در بهسازی خواص مکانیکی خاک ماسه رس‌دار آلوده به گازوئیل بررسی شده است. بدین منظور، پس از تعیین خصوصیات پایه‌ای نمونه‌های خاک طبیعی، خاک آلوده به 6 و 8 درصد گازوئیل، خاک آلوده تثبیت شده با نانو رس مونت موریلونیت در مقادیر )0/5 ،1 ،2 و 3 درصد( و ارگانورس در مقادیر )0/3 ،0/5 ،0/7 و 1 درصد(، آزمایش‌های تراکم استاندارد و آزمایش مقاومت فشاری محدودنشده در طی دو دوره عمل آوری 7 و 28 روزه بر روی آنها انجام شد. همچنین برای ارزیابی ریزساختار نمونه‌های خاک طبیعی، خاک آلوده و خاک آلوده اختلاط یافته با نانو مواد از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM )استفاده شد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که در اثر آلودگی خاک به 6 و 8 درصد گازوئیل، دانسیته خشک حداکثر، مقدار آب بهینه و مقاومت فشاری محدودنشده کاهش می‌یابد. در ادامه با تثبیت خاک آلوده با استفاده از نانوذرات رس مشخص شد که افزودن 2 درصد نانورس مونت موریلونیت به خاک آلوده به 6 و 8 درصد گازوئیل سبب دستیابی به بیشترین میزان افزایش در مقاومت فشاری به ترتیب برابر با 58/07 و 56/45 می‌گردد. علاوه بر این، افزودن 0/7 درصد ارگانورس به خاک حاوی 8 درصد گازوئیل، منجر به افزایش 37/56 درصدی در مقاومت فشاری می‌شود. همچنین مشاهده شد که افزودن نانورس مونتموریلونیت و ارگانورس به خاک آلوده سبب افزایش مقدار آب بهینه و کاهش دانسیته خشک حداکثر شده و کرنش نهایی در آنها افزایش می‌یابد. بر اساس نتایج تحقیق حاضر، به‌طور کلی می‌توان نتیجه‌گیری کرد که خاک آلوده شده با گازوئیل قابلیت بهبود خواص مقاومتی به وسیله نانوذرات را دارد. https://ceej.aut.ac.ir/article_2953_e2f9247929b404b2fe98ba6f32301e3b.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Evaluating the Rheology Properties of Self-Consolidating Concrete Using the Plate Test Method بررسی خواص رئولوژی و زمان گیرش مخلوط های بتن خودتراکم توسط روش صفحه 1163 1176 2952 10.22060/ceej.2018.14305.5619 FA علی اکبر شیرزادی جاوید استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران پرویز قدوسی دانشگاه علم و صنعت ایران محمد جابری زاده دانشگاه علم و صنعت ایران بهنام بزرگمهر دانشگاه علم و صنعت ایران Journal Article 2018 04 09 Setting time and thixotropy of self-consolidating concrete (SCC) mixtures are two important parameters that affect the early age properties. In order to determine these parameters, there are traditional methods that have advantages and disadvantages such as low accuracy or high cost of testing. The aim of this study is introducing an acceptable method (called plate test) of determining setting time and thixotropy of SCC mixtures. The proposed method is including a rough plate immersed in fresh mixture from one side and attached to the accurate scale from another side. In this study the thixotropy of different self-consolidating concrete mixtures (SCC) containing silica fume and slag were tested. Results of the thixotropy obtained from the plate test were compared with the results obtained from penetration resistance and rheometer respectively. Results showed that the mixture containing slag produced the less temperature comparing with the mixture containing silica fume. It was also shown that the amount of thixotropy obtained from the plate test had a difference of 4% up to 10% in comparison with the rheometer and the results of the setting time had also shown a maximum difference of 9% compared with the results of penetration resistance test. The results proved that the plate test has an acceptable accuracy and can be recommended. زمان گیرش و تغلیظ‌ پذیری مخلوط‌ های بتن خود تراکم دو پارامتر بسیار مهم می‌باشند که در ساعات اولیه بتن‌ریزی حائز اهمیت هستند. برای تعیین این دو پارامتر روش‌هایی وجود دارد که دارای مزایا و معایب از جمله دقت پایین و یا هزینه بالای آزمایش می‌باشند. هدف از این تحقیق ارائه یک روش ارزان و در عین حال با دقت مناسب برای تعیین زمان گیرش و تغلیظ‌ پذیری مخلوط‌ های بتنی می‌باشد که این روش به نام روش صفحه معرفی شده است. روش مذکور شامل اندازه‌گیری تغییرات وزن یک صفحه زبر، در بازه زمانی انجام آزمایش می‌باشد که درون مصالح برپایه سیمان قرار می‌گیرد. جهت اعتبارسنجی روش صفحه، چندین نوع مخلوط بتن خودتراکم حاوی افزودنی‌های سرباره و دوده سیلیس در آزمایشگاه ساخته شده و نتایج زمان گیرش دستگاه صفحه با نتایج بدست آمده از روش استاندارد مقاومت در برابر نفوذ مقایسه شده است. علاوه بر انجام آزمایش صفحه، در این تحقیق سعی شد با اندازه‌گیری تغییرات دمای مخلوط‌ ها، تأثیر پدیده‌های متفاوتی که در حالت تازه رخ می‌دهند، تشریح گردد. با توجه به آزمایش‌های انجام شده، نتایج تغلیظ‌ پذیری دستگاه صفحه با دستگاه رئومتر مقایسه شد. اختلاف نتایج برای مخلوط‌ های مورد آزمایش، از حداقل %3/71 تا حداکثر %10/74 نسبت به نتایج رئومتر بدست آمد. همچنین اختلاف زمان گیرش بدست آمده از روش صفحه نسبت به روش مقاومت در برابر نفوذ حداکثر برابر 9 %بود. این نتایج نشان از دقت قابل قبول این روش در تعیین زمان گیرش و تغلیظ‌‌ پذیری دارد و جهت تعیین این پارامترها پیشنهاد می‌شود. https://ceej.aut.ac.ir/article_2952_1b79b52d1bf6f71b2b1eb7ca08ed0776.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Structural system identification of elevated steel water tank using ambient vibration test and validation of numerical model شناسایی سیستم سازه ای مخزن فلزی هوایی ذخیره آب با استفاده از آزمایش ارتعاش محیطی و اعتبارسنجی مدل عددی 1177 1186 2951 10.22060/ceej.2018.14331.5625 FA محمد عالم باقری دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 2018 04 16 The present research aims to investigate the feasibility of using ambient vibration tests for system identification of elevated water tank. To this end, the elevated water tank located in Tarbiat Modares University (TMU) campus is utilized. The tank is instrumented with a sensitive velocimeter sensor and the ambient velocity of the tank is recorded for 30 minutes in three perpendicular axes. The amplitude of the velocity signal reaches to about 30 mm/s. Using the peak picking method, the fundamental frequency of the tank is determined about 1.9 Hz. Although, considering the non-perfect symmetry of the tank and the misaligned orientation of the sensor, the obtained values in two lateral directions differ 5%. Then, the numerical model of the tank is prepared in software and calibrated. In the primary modeling, the values of natural frequencies of the tank are in good agreement with the results of the ambient vibration data. It shows the calibration of the numerical model which can be used in the assessment of the seismic behavior of the elevated water tank. مقاله حاضر به بررسی امکان استفاده از آزمایش‌های ارتعاش محیطی برای شناسایی سیستم‌های سازهای مخازن هوایی آب می‌پردازد. این مخازن برای ذخیره و بهره‌برداری از آب چه در شرایط عادی و چه شرایط بحرانی در بسیاری از نقاط کشور مورد استفاده قرار می‌گیرند. باتوجه به حجم آب ذخیره شده توسط این مخازن که در فاصله از سطح زمین نگهداری می‌شود مشخصات دینامیکی و عملکرد لرزهای این سازه‌ها از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشد. برای رسیدن به این هدف، مخزن هوایی آب مستقر در محوطه دانشگاه تربیت مدرس برای انجام آزمایش‌های ارتعاش محیطی انتخاب گردید. این مخزن با استفاده از حسگر سرعت سنج حساس لرزهای (میکروترومر) ابزاربندی شده و سیگنال سرعت محیطی آن در مدت زمان 30 دقیقه در سه راستای متعامد ثبت گردید. مقدار دامنه سرعت جانبی ثبت شده برای تانکر آب تا 30 میلی‌متر بر ثانیه می‌رسد. با استفاده از الگوریتم جستار قله (برداشت پیک) مقدار فرکانس اول مخزن 1/9 هرتز تعیین شد. هرچند به علت عدم تقارن کامل سازه و همچنین جهت‌گیری سنسور، فرکانس‌های شناسایی شده در دو راستای متعامد تا 5 %با هم اختلاف دارند. سپس با توجه به داده‌های موجود اقدام به مدل‌سازی عددی مخزن هوایی آب در نرم‌افزار SAP2000 با استفاده از تحلیل ماتریسی و اعتبارسنجی عددی آن گردید. در مدل‌سازی اولیه مقدار فرکانس‌های طبیعی تعیین شده از نرم‌افزار در تطابق مناسبی با فرکانس‌های شناسایی شده از آزمایش‌های میدانی می‌باشند که نشان از اعتبارسنجی مدل‌سازی مخزن در نرم‌افزار دارد. https://ceej.aut.ac.ir/article_2951_02180771a9b609a26dcea07f272e141f.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Mashhad Subsidence Monitoring by Interferometric Synthetic Aperture Radar Technique تعیین فرونشست شهر مشهد به روش تداخل‌سنجی راداری پراکنشگر دائمی 1187 1204 3019 10.22060/ceej.2018.14300.5617 FA محمد خرمی گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران سعید ابریشمی گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران 0000-0002-4627-5531 یاسر مقصودی گروه فتوگرامتری و سنجش از دور، دانشکده مهندسی نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران Journal Article 2018 04 09 Deep groundwater withdrawal in Mashhad, one of the largest municipalities in Iran, caused severe land subsidence. Land subsidence in this area can be destructive for urban infrastructures and can create serious environmental issues and structural damages. The main aim of this research is to precisely determine the vertical ground deformations in Mashhad to evaluate and compare the current situation with the previous reports on this area. For this purpose, we have applied Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar technique to complement previous works by using more accurate data and procedure in the interested urban area. Furthermore, we considered geotechnical properties which were not focused in the previous studies. For this purpose, 69 descending and ascending C-band radar images, provided by relatively high-resolution Sentinel-1A satellite, were used to estimate the deformation-trend. The method was applied to the images from October, 2014, to February, 2017. The assessment procedure demonstrated a high-rate of subsidence in northwest of Mashhad with the significant deformation of 140 mm/year. The outputs were validated using in-situ measurements data and hydraulic head variations respecting piezometric data extracted from groundwater wells. Subsequently, the geotechnical properties of the chosen area were considered to interpret the results. The results of this study illustrated that the land subsidence in the case study is brutally continuous in most areas and there is no sign of decrease in the amount of deformation rate. یکی از پدیده‌های مخرب زمین‌شناختی، فرونشست زمین است که می‌تواند خسارت‌های مالی جبران‌ناپذیری به دنبال داشته باشد. برداشت بی‌رویه از آب‌های زیرزمینی یکی از عوامل اصلی ایجاد این پدیده است که در حال حاضر در بسیاری از نقاط ایران از جمله مناطق شرق کشور که از خشکسالی رنج می‌برند، در حال وقوع است. دشت مشهد نیز از جمله مناطقی است که بر اساس پژوهش‌های گذشته، نرخ فرونشست بسیار بالایی دارد که در سال‌های اخیر، گستره‌ی آن، بخش‌هایی از شهر را نیز متأثر ساخته ولی تاکنون به علت پیچیدگی فرآیند تعیین فرونشست در شهر، به صورت دقیق اندازه‌گیری و مطالعه نشده است. روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری نرخ فرونشست وجود دارد و در این مقاله، نرخ فرونشست در شهر مشهد با روش تداخل‌سنجی راداری پراکنشگر دائمی، در فاصله زمانی سال 2014 تا 2017 میلادی با استفاده از ترکیب 69 تصویر راداری مدارهای بالاگذر و پایین‌گذر ماهواره‌ی 1A-Sentinel ،مطالعه و تعیین شده است. نتایج تحلیل صورت گرفته در این پژوهش، نرخ فرونشست بسیار بالا در نواحی شمال غرب و شمال شهر مشهد با بیشینه‌ای در حدود 14 سانتی‌متر در سال را نشان می‌دهد. همچنین به‌منظور تفسیر نتایج فرونشست از داده‌های پیزومتری و اطلاعات ژئوتکنیکی استفاده شده است. https://ceej.aut.ac.ir/article_3019_a74c3bae3e13616104c1b25f9da1f11f.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Effect of Filler Type on Moisture Susceptibility of Asphalt Mixtures by Successive Freeze-Thaw Cycles and Comparing Results with Components of Surface Free Energy اثر نوع فیلر بر حساسیت رطوبتی مخلوط‌های آسفالتی تحت چرخه‌های ذوب و یخبندان و مقایسه با اجزای انرژی آزاد سطحی 1205 1220 2938 10.22060/ceej.2018.14396.5643 FA فریدون مقدس نژاد دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران 0000-0003-3830-4555 محمد ارباب پور بیدگلی مهندسی عمران (راه و ترابری) - دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست - داتشگاه صنعتی امیرکبیر - تهران - ایران کورش نادری دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران 0000-0003-4829-9681 سیده زهرا میرتبار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران Journal Article 2018 05 02 Based on the important effects of filler on performance-related properties of asphalt mixtures, this study investigates the influence of filler type on moisture susceptibility of asphalt mixtures under multiple freeze-thaw cycles. Furthermore, the effect of changing the type of mineral fillers, especially replacing fillers with recycled concrete materials on moisture resistance of asphalt mixture, with sustainable development approach, is evaluated. In this study, first, the indirect tensile strength and the resilient modulus tests are conducted following 1, 3, 6, and 10 cycles of freeze-thaw and then the fracture energy is calculated through the results of indirect tensile test. Next, the surface free energy components of mastics with different types of filler are calculated using the static contact angle measurement method. The results of performance-based moisture susceptibility tests showed that replacing natural filler with Portland cement can result in the best performance compared to control mixture, limestone filler, and RCA filler. However, the evolution of mechanical properties of control filler, limestone filler, and RCA filler depends on the number of freeze/thaw cycles. At higher conditioning cycles, TSR values demonstrate a different behavior such that the TSR values of the asphalt mixture containing RCA filler increase up to 15% on average compared to the asphalt mixture containing limestone filler after the first cycle. Although the results of mechanical properties in initial freeze-thaw cycles are similar to surface free energy results. However, these results cannot predict the behavior of asphalt mixtures at higher freeze-thaw cycles. با توجه به نقش اساسی فیلر بر مشخصات مخلوط آسفالتی، این پژوهش به بررسی اثر فیلر بر حساسیت رطوبتی مخلوط‌های آسفالتی، تحت چرخه‌های متوالی ذوب و یخبندان می‌پردازد. علاوه بر این، اثر تغییر نوع فیلرهای سنگی بر مقاومت در برابر رطوبت مخلوط‌های آسفالتی به خصوص جایگزینی آن با مصالح بازیافتی بتنی، با رویکرد توسعه پایدار ارزیابی می‌شود. در تحقیق پیشرو، در ابتدا انجام آزمایش‌های مقاومت کشش غیر مستقیم و مدول برجهندگی با 1 ،3 ،6 و 10 چرخه ذوب و یخبندان انجام می‌شود و سپس انرژی شکست در آزمایش کشش غیر مستقیم محاسبه می‌شود. از طرف دیگر، مولفه‌های انرژی آزاد سطحی ماستیک حاوی انواع فیلرهای مدنظر به کمک روش اندازه‌گیری زاویه تماس محاسبه می‌شود. نتایج همه آزمایش‌های حساسیت رطوبتی نشان می‌دهد، جایگزینی تمام فیلر مصالح سنگی با سیمان پرتلند منجر به بهترین عملکرد در مقایسه با فیلر شاهد، فیلر سنگ آهک و فیلر بتن بازیافتی است. از طرفی روند تغییرات خصوصیات مکانیکی برای سایر فیلرهای جایگزین، وابسته به تعداد چرخه‌های ذوب و یخبندان است. نتایج حاکی از بهبود 15 درصدی نسبت مقاومت کششی مخلوط‌های آسفالتی حاوی فیلر بتن بازیافتی در مقایسه با فیلر سنگ آهک پس از نخستین چرخه ذوب و یخبندان است. اگرچه نتایج انرژی آزاد سطحی با نتایج خصوصیات مکانیکی نخستین چرخه ذوب و یخبندان هعخوانی دارد، ولی نمی‌تواند بیانگر رفتار بلند مدت مخلوط آسفالتی در چندین چرخه ذوب و یخبندان متوالی باشد. https://ceej.aut.ac.ir/article_2938_42853a61b26fef79e2ae788d97356799.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Recovering the Temporal Release Rate of Pollutant Sources in the River in Two dimensional and real condition بازیابی شدت منابع آلاینده در رودخانه در دامنه دو بعدی تحت شرایط واقعی 1221 1240 3077 10.22060/ceej.2018.14503.5675 FA سیامک امیری گروه سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس مهدی مظاهری هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس جمال محمد ولی سامانی هیات علمی دنشگاه تربیت مدرس Journal Article 2018 05 28 Over the past three decades, many approaches and methods have been investigated based on the inverse problem solving to recover the temporal release rate of pollutant sources, especially in groundwater. But, number of studies is limited about the rivers; therefore, developing a method which can determine temporal release rate of pollutant sources in the river precisely and at the same time be able to consider the conditions of the flow and bed is promising. In the present study, the inverse solution of the advection-dispersion equation for recovering the temporal release rate of pollutant sources leads to the solution of a linear overdetermined system of equations type of ill-posed problem. Therefore, in this research a numerical model based on the inverse matrix approach based on the Tikhonov regularization method and the results of the superposition principle has been applied to the recovery of the temporal release rate of pollutant sources and the exact time of release of the pollutant from the source. The model has been designed to retrieve the complexity time of multiple pollutant sources in a complex state. Also, the model has been verified using real two-dimensional data of Ohio River located in the United States. Finally, a general and practical framework has been introduced to apply in real condition. Eventually, the computational results were showed that, the inverse model can recover the temporal release rate of pollutant sources using the lowest field and downstream data containing high error rate at each point of the river. از سه دهه گذشته تاکنون رویکردها و روش‌های زیادی بر مبنای حل مسئله معکوس جهت بازیابی تابع ً در محیط آب‌های زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است، اما تعداد پژوهش‌ها شدت منابع آلاینده خصوصا در رودخانه‌ها بسیار محدود است؛ بنابراین ارائه روشی که بتواند هم‌زمان علاوه بر دقت در شناسایی تابع شدت منابع آلاینده در رودخانه، شرایط و حالات پیچیده جریان و بستر را در نظر بگیرد و محدودیت‌ها را نیز کاهش دهد، می‌تواند مؤثر باشد. در پژوهش حاضر حل معکوس معادله جابه‌جایی - پراکندگی جهت بازیابی تابع شدت منابع آلاینده به حل یک دستگاه معادلات خطی فرامعین از نوع مسئله بدخیم منجر می‌شود. در این پژوهش با استفاده از یک مدل عددی مبتنی بر رویکرد ریاضی ماتریس معکوس بر پایه روش تنظیم تیخونف و نتایج حاصل از اصل برهم‌نهی به بازیابی تابع شدت منابع آلاینده و زمان دقیق رهاسازی آلاینده از منبع پرداخته شده است. مدل مذکور به بازیابی توابع شدت زمانی منابع چندگانه آلاینده در حالت پیچیده پرداخته است. همچنین مدل ارائه شده با استفاده از داده‌های واقعی رودخانه اوهایو واقع در إیالات متحده آمریکا در حالت دو بعدی تحت شرایط واقعی جریان صحت‌سنجی شد. در نهایت نیز چارچوب کلی و عملی جهت کاربرد در شرایط واقعی ارائه شد. نتایج محاسبات نشان داد که مدل معکوس مذکور به خوبی قادر است با کمترین اطلاعات پایین‌دست و سطح خطای بالا در برداشت داده‌های میدانی، توابع شدت منابع آلاینده را در هر نقطه از رودخانه بازسازی کند. https://ceej.aut.ac.ir/article_3077_663fd3c5144fd10bd5ca6611a9a5b92d.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Strengthening Optimization of RC Columns with Rectangular Section by FRP Wrapping بهینه‌سازی تقویت ستون‌های بتن‌آرمه با مقطع مستطیلی توسط ورق‌های FRPبه روش دورپیچ 1241 1260 3015 10.22060/ceej.2018.14493.5672 FA کورش ندیمی شهرکی دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر محمد رئیسی دانشگاه آزاد اسلامی خمینی شهر دانشکده مهندسی عمران 0000-0003-4459-0789 Journal Article 2018 05 24 Wrapping reinforced concrete (RC) column with FRP sheets improves compressive strength of concrete. Since stress-strain curve of concrete confined with FRP is different from stress[1]strain curve of normal concrete, equations presented by codes for design and analysis of normal (unstrengthened) RC column and based on stress-strain curve of normal concrete cannot be used for design and analysis of columns strengthen with FRP. In this research, first by using stress-strain curve of confined concrete presented by researchers and ACI code, an algorithm was designed to determine axial and flexural capacity of strengthened column and implemented in Visual C# environment. Verification of this work was investigated and confirmed by comparing it with experimental results. The programming was developed in a way that it could be used to optimize the design. Thus, by specifying required information including cross sectional dimensions, number and diameter of rebars, applied axial load and bending moment on column, FRP sheet properties and price, the performed programming can determine which type of FRP, if used, while providing the required flexural and axial capacity , has also the minimum price. دورپیچ نمودن ستون بتن‌آرمه توسط ورق‌های FRP باعث افزایش مقاومت فشاری بتن می‌شود. منحنی تنش- کرنش بتن محصور شده توسط FRP با منحنی تنش-کرنش بتن معمولی متفاوت است؛ لذا از روابطی که آئین‌‍‌‌نامه‌ها جهت طراحی و آنالیز ستون بتن‌آرمه‌ی معمولی (تقویت نشده) ارائه نموده‌اند و مبتنی بر منحنی تنش-کرنش بتن معمولی است، نمی‌توان برای آنالیز و طراحی ستون تقویت شده توسط FRP استفاده نمود. در این تحقیق در ابتدا با استفاده از منحنی تنش-کرنش بتن محصور شده که توسط محققین و آیین‌نامه‌ی ACI ارائه شده است، الگوریتمی برای تعیین ظرفیت محوری و خمشی ستون تقویت شده طراحی شد و با برنامه‌نویسی در محیط# C Visual پیاده‌سازی گردید. صحت این کار با مقایسه‌ی نتایج بدست آمده از برنامه‌نویسی با نتایج آزمایشگاهی بررسی و تائید گردید. در ادامه‌ی این تحقیق، برنامه‌نویسی طوری توسعه داده شد که بتوان از آن جهت بهینه‌سازی طراحی استفاده نمود. بدین‌صورت که با مشخص کردن ابعاد مقطع و میزان آرماتور موجود همراه با بار محوری و لنگر خمشی وارد بر ستون و همچنین معرفی مشخصات ورق‌های FRP در دسترس به همراه قیمت آنها، برنامه‌نویسی انجام شده می‌تواند مشخص کند که کدام نوع FRP در صورت استفاده، ضمن تامین ظرفیت خمشی و محوری مورد نیاز دارای حداقل قیمت نیز می‌باشد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3015_51be2fed6c55f5aa0c16ff14c140b187.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Design and construction of inclined plane device for modeling the interface interaction of geo-synthetic layers طراحی و ساخت دستگاه سطح شیبدار جهت مدلسازی اندرکنش سطح مشترک لایه های ژئوسینتتیک 1261 1276 3024 10.22060/ceej.2018.14276.5611 FA پیمان شیخی دانشکده مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران سید حمید لاجوردی دانشگاه آزاد اسلامی اراک Journal Article 2018 04 06 One of the important applications of geo-synthetics in the earth’s slopes, such as landfills and waste disposal areas, is to use them as liner system. Proper assessment of the interaction of geo-synthetics at slopes, such as landfill, is an important issue in preventing the slip and instability of the slopes. The inclined plane is a suitable method for assessing the interaction between the geo[1]synthetics interacting in a sloping and tilted state under low normal stresses. The European Standard EN ISO 12957-2 provides a “standard displacement” for estimating the geo-synthetic interface’s friction angle. In this paper, inclined plane device, which for the first time in Iran was completely designed and constructed, describes the technical characteristics of the device and prepares the sample. This apparatus has the ability to perform experiments to investigate the interaction of soil-soil, soil/geo-synthetics and geo-synthetic/geo-synthetic interfaces at low normal stress. Experiments are carried out on geo[1]membrane and geotextile types to investigate the interaction of their surface. By changing the type of geo-synthetics, it was observed that friction angle of geo-synthetic interfaces is not constant and depends on the type of geo-membrane and the woven or non-woven geo-textile. The geo-membrane/geo-textile interface is the least amount of geo-membrane with hard polyethylene, and the highest amount is used when polyvinyl chloride is used. یکی از کاربردهای مهم ژئوسینتتیک‌ها در شیروانی‌های خاکی از قبیل محل دفن زباله و حوضچه‌های آب و فاضلاب استفاده آنها به عنوان پوشش و عایق می‌باشد. ارزیابی صحیح اندرکنش سطح مشترک ژئوسینتتیک‌ها در سطوح شیروانی‌های خاکی از قبیل محل دفن زباله یک مسئله مهم جهت جلوگیری از وقوع لغزش و ناپایداری شیروانی‌ها می‌باشد. آزمایش سطح شیبدار یک روش مناسب جهت ارزیابی اندرکنش سطح مشترک ژئوسینتتیک‌هایی که در حالت مایل و شیبدار روی هم قرار گرفته و تحت تنش قائم کم هستند می‌باشد. استاندارد اروپایی 2-12957  EN ISOروشی تحت عنوان "جابجایی استاندارد" برای تخمین زاویه اصطکاک سطح مشترک ژئوسینتتیک‌ها ارائه کرده است. در این مقاله دستگاه آزمایش سطح شیبدار که برای اولین بار در ایران بطور کامل طراحی و ساخته شده همراه با تشریح مشخصات فنی دستگاه و آماده‌سازی نمونه معرفی می‌گردد. این دستگاه توانایی انجام آزمایش جهت بررسی اندرکنش سطح مشترک خاک-خاک، خاک-ژئوسینتتیک و ژئوسینتتیک-ژئوسینتتیک تحت تنش قائم کم را دارا می‌باشد. آزمایش‌هایی بر روی انواع ژئوممبرین و ژئوتکستایل جهت بررسی اندرکنش سطح مشترک آنها انجام می‌شود. با تغییر نوع ژئوسینتتیک‌ها مشاهده گردید که زاویه اصطکاک سطح مشترک آنها ثابت نمی‌باشد و بستگی به نوع ژئوممبرین و بافته یا نبافته بودن ژئوتکستایل، زاویه اصطکاک سطح مشترک آنها نیز تغییر می‌یابد. حالتی که ژئوممبرین از نوع پلی اتیلن سخت می‌باشد زاویه اصطکاک سطح مشترک ژئوممبرین- ژئوتکستایل کمترین مقدار و در حالتی که پلی وینیل کلراید استفاده شود بیشترین مقدار را دارا می‌باشد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3024_e5522f7ac7cd76f19b396595c9c25b40.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Evaluating Pavement Roughness Based on Vibration Analysis Due to Road Health Monitoring System ارزیابی ناهمواری سطح روسازی بر اساس تحلیل ارتعاشات ناشی از سامانه پایش سلامت راه 1277 1296 2894 10.22060/ceej.2018.14136.5569 FA محمد ارباب پور بیدگلی مهندسی عمران (راه و ترابری) - دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست - داتشگاه صنعتی امیرکبیر - تهران - ایران امیر گلرو آدرس: تهران, خیابان حافظ, دانشگاه صنعتی امیرکبیر, دانشکده عمران و محیط زیست, اتاق 820 0000-0002-4222-9861 علی غلمانی رشیدآباد مهندسی برق (گرایش مخابرات)، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران امیر ابوالفضل صورتگر دانشکده برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر محمد اعظم خسروی استادیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران Journal Article 2018 02 28 The implementation of an efficient pavement management system is dependent on the acquiring desired information from the pavement condition. The automatic data collection is welcomed by mechanized systems due to adequate precision and speed. However, the various systems are developed that have high construction and operation costs. Therefore, the development of cost-effective devices that is independent from the vehicle vibrations and equipped with instrumentation is necessary. In this study, the health monitoring system is developed as a system of longitudinal profile measurement and road roughness evaluation based on response-type vehicle with applying the accelerometers, distance meter, geographical positioning system. Upon harvesting of the vibration response of the health monitoring system and the vehicle, data preparation and signal filtration are performed through the digital signal processing techniques. Therefore, the dynamic equations governing on the behavior of the health monitoring system are derived based on one degree of freedom. The dynamic parameters of system are extracted based on optimization approach using the genetic algorithm and the particle swarm optimization algorithm. Afterwards, the extracted longitudinal profile based on the vibration responses is became to the longitudinal profile with the specific speed by the developed algorithm which is set by the relationship between speed and frequency of harvested data. Then, the International Roughness Index is calculated from the longitudinal profile of the studied pathway by ProVal software. Accuracy of the health monitoring system results is validated by manual method with measuring of the error percentage average and the root mean square error normalized between the outputs of the system and the Road Surface Profiler with values of 19.72% and 9.68% respectively. Finally, evaluation of the repeatability and the obtained results from the validation output indicates accuracy and significant quality of the road health monitoring system. پیاده سازی یک سیستم مدیریت روسازی کارآمد مشروط به برداشت مطلوب اطلاعات از وضعیت روسازی هر شبکه راه‌ی است. برداشت اطلاعات به وسیله سامانه های مکانیزه باوجود دقت و سرعت برداشت داده کافی، مورد استقبال است. دراین راستا سامانه های متنوعی ارائه شده اند که هزینه های راه اندازی و کاربری بالایی دارند. لذا توسعه دستگاه های نوین مجهز به ابزار دقیق مقرون به صرفه مستقل از ارتعاشات خودرو با وجود ارائه روند ارزیابی ساده و محاسبات دقیق ناهمواری روسازی نیاز است. دراین پژوهش، سامانه هوشمند پایش سلامت روسازی به عنوان سامانه اندازه گیری نیمرخ طولی و ناهمواری راه بر پایه پاسخ وسیله نقلیه با بهره‌گیری از حسگرهای شتاب سنج، فاصله سنج طولی و ردیاب مسیر توسعه داده می شود. با برداشت پاسخ ارتعاشی وسیله نقلیه و سامانه ناشی از ناهمواری سطح روسازی، اقدام به پیرایش داده‌ها و فرآیندهای فیلتراسیون سیگنال ها به‌وسیله روش‌های پردازش سیگنال دیجیتال می شوند. معادلات دینامیکی حاکم بر رفتار سامانه با عملکرد یک درجه آزادی و پارامترهای دینامیکی سامانه بر اساس رویکرد بهینه‌سازی از طریق الگوریتم‌های بهینه‌سازی ژنتیک و ازدحام ذرات استخراج می شوند. سپس نیمرخ طولی راه استخراج شده از روی پاسخ های ارتعاشی، با اتکا به الگوریتم رابطه سرعت و فرکانس برداشت اطلاعات، به نیمرخ طولی راه به ازای سرعت ثابت و معین تبدیل می‌شود. پس از محاسبه شاخص بین‌المللی ناهمواری از روی نیمرخ طولی مسیر مورد مطالعه به‌وسیله نرم افزار پروول، صحت نتایج سامانه پایش سلامت با محاسبه روش دستی درصد خطای میانگین و میانگین مجذور مربعات خطای نرمال شده بین خروجی سامانه و دستگاه نیمرخ‌یاب سطح روسازی به ترتیب با مقادیر 19/72 و 9/68 درصد ارزیابی می شود. در نهایت ارزیابی تکرارپذیری خروجی سامانه و نتایج به دست آمده از صحت سنجی حاکی از دقت و سطح کیفیت قابل توجه سامانه پایش سلامت راه است. https://ceej.aut.ac.ir/article_2894_5b4130c9e891d39891289001cc97d86b.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 51 6 2020 02 20 Interaction of axial, shear and bending loads in buckling behavior of pierced and nonpierced long steel plates اثر اندرکنش بارهای محوری، برشی و خمشی بر کمانش ورق‌های فولادی ساده و سوراخ‌کاری شده 1297 1312 3001 10.22060/ceej.2018.14483.5668 FA امین یزدی دانشگاه صنعتی امیرکبیر محمد عالم باقری دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 2018 05 22 Nowadays, there is a spread use of plates for various purposes because of their good performance and economic advantages. Hence, it seems that it is necessary to investigation the plate behavior. In this study buckling behavior of long plates under the combination of bending, shear and axial loads are studied using the finite element method. The effect of boundary conditions of the long plate under the combination of loads is considered. The effects of adding holes to the long plates are also considered. The holes have various radii with a unique array. The behavior of load intersection in non-pierced and pierced plates is compared. The loading consists of bending, axial and shear which all of them are in-plane and are applied to the plates’ edges. For this purpose, more than 1000 models were created. For the investigation, two of the loads are applied to the plate and the load bearing capacity of the third load is calculated. Results showed that long plates under axial load have less sensitivity to holes in comparison with the shear and the bending loads. The holes with diameters equal to or less than 0.06 of plate’s width can hardly influence the buckling behavior. امروزه استفاده از ورق‌ها در بسیاری از سازه‌های ساحلی و فراساحلی جایگاه مطلوبی پیدا نموده و به دلیل مزایای عملکردی و اقتصادی که این اعضا نسبت به سایر مقاطع فولادی دارا می‌باشد، از اقبال زیادی برخوردار شده‌اند. بنابراین نیاز به شناخت عملکرد ورق‌ها برای بهبود و ارتقاء عملکرد سازه‌ها احساس می‌شود. در این مطالعه، هدف بررسی اثر اندرکنش ترکیب بارهای خمشی، محوری و برشی در ورق‌های طویل فولادی روی بار کمانش و شکل آن و اثرپذیری آنها از آسیب‌های فیزیکی می‌باشد. در پژوهش حاضر به کمک روش اجزاء محدود به بررسی ورق فولادی طویل پرداخته‌شده و اثر اندرکنش بارها در دو شرط مرزی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه ورق فولادی سوراخ‌کاری شده با آرایش ثابت و با قطرهای مختلف مورد بررسی قرار می‌گیرد. ارزیابی‌ها بر اساس اندرکنش هر یک از سه بار برشی، خمشی و محوری صورت گرفته که هدف از این ارزیابی یافتن نقاط ضعف و قوت ورق‌ها تحت ترکیبی از بارهای سه گانه است. در این بررسی مشخص شد که حساسیت ورق فولادی به سوراخ‌کاری در بار محوری بیشتر از دو بارگذاری دیگر است و کمترین تأثیر از سوراخ‌کاری را بار خمشی از خود نشان می‌دهد. همچنین مشخص شد که سوراخ‌کاری با نسبت قطر به عرض ورق برابر %6 ظرفیت باربری ورق تحت ترکیب بارهای مختلف را کمتر از % 3 کاهش می‌دهد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3001_908c9a564a86426585b29f5335b619bc.pdf