دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Modeling and Estimating the Uplift Force of Gravity Dams Using Finite Element and Artificial Neural Network Whale Optimization Algorithm Methods مدلسازی و تخمین نیروی باالبرنده وارد بر سدهای وزنی با استفاده از روشهای المان محدود و شبکه عصبی مصنوعی بهینه شده با الگوریتم وال 1595 1608 3293 10.22060/ceej.2019.15532.5939 FA بهرام نورانی دانشجوی دکترای گروه آب تبریز فرزین سلماسی Tabriz University, Agricultural faculty, Irrigation department 0000-0002-1627-8598 محمد علی قربانی گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه تبریز، 0000-0002-0333-2559 Journal Article 2018 12 29 The correct identification of the uplift force plays an important role in the stability analysis of gravity dams. Therefore, it is very important to estimate it accurately. For this purpose, a numerical model of the foundation of a gravity dam of the Guangzhao, China was made using finite element method. After simulation, the uplift force values were obtained in different positions of drainage. Require experience, the timing of calculations and the accurate determination of the boundary conditions in numerical models, have caused to the development of the tendency to use intelligent models. For this purpose, in addition to the Artificial Neural Network model (ANN) with three-layer that consists of 4 input neurons, 1 hidden layer (with 8 neurons), and 1 output neurons, a new hybrid model of Artificial Neural Network-Whale Optimization Algorithm (ANN-WOA), was developed. The ratio of the parameters of the distance of the drain row from upstream dam, the distance from the center to center of drains, the drain diameter and the water surface upstream of the reservoir dam respect to the width of the dam foundation as input and relative uplift force were considered as output. The values of R2 , RMSE and RE% for the ANN-WOA model, were 0.998, 0.021 and 3.3%, respectively, and for the ANN model were 0.995, 0.261 and 4.67% respectively, that indicate the higher accuracy of the ANN-WOA model in the estimation of the uplift force than the ANN. In addition, the density plot box and the violin plot indicate that the point density and the probability distribution estimated data with the ANN-WOA model is very similar to that the data obtained from the numerical simulation compared with the ANN model. شناخت صحیح نیروی بالابرنده نقش مهمی در تحلیل پایداری سدهای وزنی دارد. لذا تخمین آن با روش‌های دقیق بسیار حائز اهمیت می‌باشد. بدین منظور یک مدل عددی از پی سد وزنی در گاوانگژو چین، به روش المان محدود انجام گرفت و بعد از شبیه سازی، مقادیر نیروی بالابرنده در موقعیت‌های مختلف قرارگیری زهکش حاصل گردید. نیاز به تخصص، زمان بر بودن محاسبات و تعیین دقیق شرایط اولیه مسئله در مدل های عددی سبب گردیده است که گرایش به استفاده از مدل‌های هوشمند گسترش پیدا کند. بدین منظور علاوه بر مدل شبکه عصبی مصنوعی مرسوم ANN با 4 نرون ورودی، یک لایه پنهان (دارای 8 نرون) و یک نرون خروجی، یک مدل جدید هیبریدی عصبی مصنوعی و الگوریتم بهینه سازی وال، ANN-WOA ،توسعه داده شد. نسبت پارامترهای فاصله ردیف زهکش از بالادست، فاصله مرکز به مرکز زهکش ها از هم، قطر زهکش ها و سطح آب بالادست مخزن سد به عرض کف سد به عنوان ورودی و نیروی بالابرنده نسبی به عنوان خروجی مد نظر قرار گرفتند. نتایج تحقیق نشان داد مدل هیبریدی با R2 و RE %به ترتیب برابر با 0/998 ،0/021 و 3/50 % نسبت به مقادیر مدل شبکه عصبی مصنوعی مقادیر RMSE، به ترتیب برابر 0/995 ، 0/0261 و 4/67 % از قابلیت بالائی در تخمین نیروی بالابرنده برخوردار می‌باشد. همچنین نمودارهای چگالی داده ها و دیاگرام ویلن نشان داد که پراکندگی و توزیع احتمال داده‌های تخمینی با مدل هیبریدی با داده‌های حاصل از شبیه سازی عددی تطابق بسیار نزدیک و مشابهی دارد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3293_ca3ec598002d2e7662e2ef4bdd58278b.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Experimental Investigation of the Effect of Bed’s Coarse Grain Sediments on the Critical Shear Stress for Deposition of Suspended Sediments بررسی آزمایشگاهی تاثیر رسوبات درشت‌دانه بستر بر تنش‌برشی بحرانی ته‌نشینی رسوبات معلق 1609 1620 3310 10.22060/ceej.2019.15541.5942 FA میلاد خواستار بروجنی گروه مهندسی آب دانشگاه فردوسی مشهد/ مشهد، ایران سعیدرضا خداشناس گروه آموزشی علوم مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران 0000-0003-3247-9653 حسین صمدی بروجنی گروه مهندسی آب دانشگاه شهرکرد Journal Article 2018 12 30 The importance of sediments studies for safety design of hydraulic structures has been drawn attention by river engineers. Determining the critical shear stress for suspended sediment is of highly significant in sediment hydraulics. Therefore in this research, the deposition process of suspended sediment in the presence of bed sediment has been investigated. Deposition experiments were carried out in the circular flume for three values of shear stress, six types of beds (smooth bed and five coarse[1]grained sediments) with initial concentrations of 5, 10 and 20 g/l. The results showed that, for the same initial concentration and equal velocity of flume rotation, the deposition of suspended sediments in the bed containing sediments is higher than that of the smooth bed. However, for specific flume rotation velocity, the bed coarse-grained increased the average of flow shear stresses. It was also found that bed sediments generally increased the critical shear stress for all deposition relative to the smooth bed. Accordingly, it can be explained that in the bed with coarse grain sediments, in the flow with bigger turbulence, full deposition conditions for suspended sediments still exist. The results of this study showed for threshold critical shear stress in a smooth bed, for shear stress of less than 1.28 N/m2, sediments are in the state of the deposition threshold, but for bed containing coarse grain sediment was observed in which the suspended sediments was deposited in each flow shear stress and trapped among bed sediments. Also, it can be stated that due to the phenomenon of trapping suspended sediments in the bed containing coarse grain sediments, cannot be considered threshold critical shear stress for deposition of suspended sediments. اهمیت مطالعات رسوب در مباحث مهندسی رودخانه و احداث سازه های هیدرولیکی به خوبی شناخته شده است. در این میان تنش برشی بحرانی ته نشینی رسوبات معلق یکی از پارامترهای بسیار مهم در مباحث هیدرولیک رسوب می‌باشد. از این رو در این تحقیق به بررسی تنش برشی بحرانی ته نشینی رسوبات در حضور رسوبات بستر پرداخته شده است. به همین منظور آزمایش های ته نشینی با استفاده از یک فلوم دایره ای به قطر 1/9 و عرض 0/3 متر و در سه تنش برشی جریان، شش حالت از بستر (بستر صاف و پنج دانه بندی رسوبات درشت دانه) و با غلظت های اولیه 5 ،10 و 20 گرم بر لیتر انجام شد. نتایج نشان داد به ازای غلظت اولیه یکسان و سرعت برابر چرخش فلوم، ته نشینی رسوبات معلق در بستر حاوی رسوبات نسبت به حالت بستر صاف بیشتر است. این در حالی است که برای سرعت های مشخص چرخش فلوم، رسوبات درشت دانه بستر موجب افزایش تنش برشی متوسط جریان می‌شوند. همچنین مشخص شد رسوبات بستر به طور کلی موجب افزایش تنش برشی ته نشینی کامل نسبت به بستر صاف می‌شوند. بر این اساس می‌توان اظهار داشت که در بستر با رسوبات درشت دانه، در جریان با آشفتگی بیشتر، همچنان شرایط ته نشینی کامل برای رسوبات معلق فراهم است. نتایج این تحقیق برای مقادیر تنش برشی آستانه ته نشینی نشان داد در بستر صاف به ازای تنش های برشی کمتر از 1/28 نیوتن بر متر مربع رسوبات در آستانه ته نشینی قرار می‌گیرند، اما برای بستر های حاوی رسوب درشت دانه مشاهده شد که در هر تنش برشی جریان رسوبات معلق ته نشین و در میان رسوبات بستر تله اندازی می‌شوند. بر این اساس می‌توان بیان داشت که به دلیل پدیده تله اندازی رسوبات معلق، در بسترهای حاوی رسوبات درشت دانه نمی‌توان تنش برشی آستانه فرسایش برای رسوبات معلق در نظر گرفت. https://ceej.aut.ac.ir/article_3310_69386f6bb1dfed68692a24c8686939b9.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Estimation of Minimum Ecological Water Level of GooriGol Wetland Using a Multi Objective Programming Model برآورد حداقل تراز اکولوژیکی تالاب قوریگل با استفاده از مدل برنامه‌ریزی چندهدفه 1621 1636 3340 10.22060/ceej.2019.15563.5951 FA رحمان اسکندری دانشجوی دکترای ریاضی کاربردی، دانشکده‌ی علوم ریاضی ،دانشگاه تبریز، تبریز، ایران چواد پارسا دانشگاه تبریز 0000-0002-4993-4475 راشد خانجانی شیراز دانشیار گروه ریاضی کاربردی، دانشکده‌ی علوم ریاضی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Journal Article 2018 12 31 Estimation of the ecological level of water bodies is crucial to protect aquatic ecosystems and has become a major issue in sustainable water resources planning. In recent decades, several methods are utilized to estimate the minimum ecological flow in rivers and the minimum ecological level in lakes and wetlands. In this research, a multi-objective programming model is used to determine the ecological level of the GooriGol wetland. The proposed model has two objective functions with two indices of water and ecosystem indicators. The wetland water level has been selected as a water index and three species of important ducks of the wetland have been chosen as the ecosystem indices. The first objective function is to minimize the wetland water level, so that more water is provided to meet the needs of human societies, while the second objective function ensures the maximum ecosystem indices, so that more habitats are provided for aquatic ecosystems. Therefore, the aim of this model is to provide circumstances for the largest ecological services with the least amount of water. The used data in the multi-objective programming model are the storage water volume, wetland surface water area and water levels from 2003 to 2017 and the number of three important species of ducks from 2003 to 2017 as well. In order to solve this multi-objective optimization model, the sum of weighting technique is used and Benson method is used to verify the obtained results for situation in which white-head duck is chosen as the ecosystem indicator. The results indicated that the minimum ecological water level of GooriGol wetland is 1912.6 meter and the corresponding water storage volume of wetland is 503000 cubic meters. The field observations during the recent decade are in agreement with the obtained result of this research and indicates the decreasing the water level from 1912.6 m causes considerable declining in the ecological performance of the wetland. برآورد تراز اکولوژیکی پیکره های آبی برای محافظت از اکوسیستم‌های آبی بسیار مهم بوده و یکی از موضوعات اساسی در برنامه‌ریزی بهره برداری از منابع آب، تلقی می‌شود. در دهه‌های گذشته روش‌های زیادی برای برآورد حداقل جریان زیست محیطی در رودخانه‌ها و حداقل تراز اکولوژیکی در دریاچه‌ها و تالاب‌ها ارائه شده است. در این پژوهش، برای تعیین حداقل تراز اکولوژیکی تالاب قوریگل، مدل برنامه‌ریزی چندهدفه، به‌کار گرفته شده است. مدل ارائه شده دارای دو تابع هدف با دو شاخص آبی و زیست بومی بوده که تراز سطح آب تالاب به عنوان شاخص آبی و تعداد سه گونه از اردک‌های مهم موجود در تالاب به عنوان شاخص زیست بوم انتخاب شده اند. اولین تابع هدف، کمینه‌کردن شاخص ترازآب تالاب را برعهده دارد به طوری‌که آب بیشتری برای رفع نیاز بشری تامین شود، در حالیکه دومین تابع هدف، بیشینه‌کردن شاخص زیست‌بوم را تضمین می‌نماید، تا زیستگاه‌های بیشتری برای سه گونه اردک مهم تالاب فراهم شود. بنابراین هدف این مدل، فراهم نمودن شرایط، برای بیشترین سطح زیست‌بوم با کمترین مقدار آب است. این مدل برنامه ریزی چندهدفه، با استفاده از داده‌های مربوط به شاخص آب از جمله تراز آب، حجم ذخیره شده آب و مساحت سطح آب تالاب طی سال‌های 1382 تا 1396 و همچنین شاخص زیست‌بوم شامل تعداد سالیانه‌ی سه گونه‌ی مهم اردک‌های تالاب از سال‌های 1387 تا 1396 ، تهیه گردید. برای حل این مدل برنامه‌ریزی چندهدفه، از بین روش‌های گوناگون، از روش‌های مجموع وزنی استفاده شده و آزمون بنسون برای راستی آزمایی نتایج حاصله از مدل برای حالتی که تعداد اردک سرسفید به عنوان شاخص زیست بومی انتخاب شده است به کار رفته است. نتایج حاصل از مدل برنامه‌ریزی چند هدفه نشان داد که حداقل تراز اکولوژیکی تالاب قوریگل حدود 1912/6 متر می‌باشد که در این صورت، حداقل حجم ذخیره‌ی اکولوژیکی تالاب حدود 503000 متر مکعب برآورد می‌شود. حداقل تراز اکولوژیکی برآورد شده بیانگر کاهش قابل توجه عملکرد زیست بومی تالاب و مهاجرت پذیری آن در تراز آب کمتر از1912/6 متر می‌باشد که این مهم با شرایط زیست بومی مشاهده شده در دهه‌های اخیر این تالاب مطابقت دارد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3340_f471223d1a1614b58a7dc45c9d01df19.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Evaluation and Comparison of the Slots and Collars Performance in Reducing Scouring around Bridge Abutments ارزیابی و مقایسه عملکرد شکاف و طوقه در کاهش آبشستگی در اطراف تکیه گاه های پل 1637 1650 3326 10.22060/ceej.2019.15565.5953 FA مهدی اسروش دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران سید عباس حسینی مدیر گروه عمران-علوم تحقیقات امیر عباس کمان بدست گروه سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، ایران Journal Article 2019 01 01 The bridge failure caused by the local scouring phenomenon around its piers or abutments is a common phenomenon. Therefore, some methods should be used to prevent the destruction of these structures. Slots and collars are among the tools that can be used for this purpose. Therefore, by conducting 49 tests in this research, we will examine and compare the performance of these two tools with new approaches around bridge abutments using an experimental model in different flow conditions. The results show that although the most effective slot model can reduce the dimensions and depth of scour hole by 61%, it cannot postpone the start of the scouring phenomenon and take the scour hole away from the abutment surroundings. However, for the most effective collar and highest Froude number, the scour hole reaches the base point after 120 minutes from the start of the test. In this collar model, the maximum depth of scour hole is shifted to a more distant point from the abutment, and the percentage of reduction in the depth of scour hole at the base point and erodible bed is 96% and 56%, respectively. تخریب پل ناشی از پدیده آبشستگی موضعی در اطراف پایه ها یا تکیه گاه‌های آن یک پدیده رایج می‌باشد. به همین منظور می‌بایست با استفاده از روش‌هایی از تخریب این سازه‌ها جلوگیری کرد. از جمله ابزارهایی که بدین منظور می‌توان استفاده کرد، شکاف و طوقه می‌باشند. لذا در این پژوهش با انجام 49 آزمایش به بررسی و مقایسه عملکرد این دو ابزار با رویکردهای جدید در اطراف تکیه‌گاه‌های پل با استفاده از مدل آزمایشگاهی در شرایط جریان‌های مختلف خواهیم پرداخت. نتایج نشان می‌دهد که مؤثرترین مدل شکاف علیرغم اینکه می تواند ابعاد و عمق چاله آبشستگی را به میزان 61 درصد کاهش دهد، ولیکن قادر به تعویق انداختن زمان شروع پدیده آبشستگی و دور کردن چاله آبشستگی از اطراف تکیه گاه نمی‌باشد. در صورتی که در مؤثرترین طوقه و بیشترین عدد فرود، زمان رسیدن چاله آبشستگی به نقطه مبناء بعد از سپری شدن 120 دقیقه از شروع آزمایش می‌باشد. در این مدل طوقه، ماکزیمم ّبشستگی در نقطه مبناء و عمق چاله آبشستگی به نقطه دورتری از تکیه گاه منتقل شده و درصد کاهش عمق چاله آ بستر فرسایش پذیر به ترتیب 96 و 56 درصد می‌باشد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3326_dba132f6ab6a3e3d17a8d59e82105f4c.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Fluid-structure interaction due to water-hammer in a pressurized pipeline considering geometrical non-linear behavior of the pipe wall اندرکنش سیال- سازه ناشی از ضربه قوچ در خط لوله تحت فشار با در نظر گرفتن رفتار غیر خطی هندسی دیواره لوله 1651 1670 3338 10.22060/ceej.2019.15464.5962 FA محمد علی مشاک گروه آب، دانشکده عمران، دانشگاه جندی شاپور، دزفول، ایران علیرضا کرامت گروه آب، دانشکده عمران دانشگاه جندی شاپور، دزفول، ایران Journal Article 2019 01 07 The research investigates a fluid filled pipeline that is connected to a tank at its upstream and to a valve in the downstream and undergoes forces of water hammer due to sudden closure of the valve. The aim is to study the possibility of instability in this pipeline when there are large lateral displacements with small strains. As conventional dynamic analysis models of beams which are based on the infinitesimal strain theory (ε=∂u⁄∂x) cannot reflect the effect of large lateral displacements, in this study axial stresses are modeled as linear stresses and strains are modeled by so called von Karman nonlinear strains. The resulting partial differential equations are solved in the time domain by the finite elements method. The linearized equation of lateral vibration is made dimensionless and then it is solved in the frequency domain so as to plot dimensionless frequencies versus the dimensionless fluid velocities which represent the stability of the pipeline. The results provides useful diagrams to anticipate possible pipeline instability induced by fluid velocity. جریان گذرا در لوله سبب رخداد اندرکنش بین دیواره لوله و سیال درون آن می شود که به وسیله یک مدل ریاضی که در آن خط لوله به عنوان یک تیر با بارگذاری ناشی از فشار سیال درون آن است قابل بررسی می باشد. مدل مورد نظر یک خط لوله حاوی جریان سیال است که در بالادست به مخزن و در پایین دست به یک شیر متصل است و با بسته شدن ناگهانی شیر تحت نیروهای ضربه قوچ قرار می گیرد. هدف بررسی امکان ناپایداری در این خط لوله در حالتی است که جابجایی های جانبی نسبتا زیاد و در عین حال کرنش ها کوچک هستند. مدل های متعارف تحلیل دینامیکی در تیرها که بر اساس فرضیات کرنش های بسیار کوچک (ε=∂u⁄∂x) بنا شده اند نمی توانند اثر جابجایی های جانبی زیاد را در معادلات حاکم منعکس کنند. در معادلات حاکم تنش های محوری بصورت خطی و کرنش ها به کمک کرنش غیرخطی فون-کارمن مدل می شوند. معادلات دیفرانسیل جزئی بدست آمده به وسیله روش اجزاء محدود در حوزه زمان حل می شوند. از سوی دیگر معادلات خطی ارتعاش جانبی در لوله بی بعد شده و با رسم نمودارهای فرکانس های بدون بعد در مقابل سرعت بدون بعد سیال، پایداری در حوزه فرکانس بررسی می شود. مشاهده شد که در طولهای گیرداری کوتاه معیار حوزه فرکانس (سرعت بدون بعد π و 2π به ترتیب برای شرایط تکیه گاهی دوسر مفصل و دوسر گیردار) بر سیستم حاکم است و معیار فشار بحرانی کمانش رفتار سیستم را پیش بینی نمی کند. https://ceej.aut.ac.ir/article_3338_2de7cf2043693db2ee898479a6e44529.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Experimental study of piano key side weir with oblique keys بررسی آزمایشگاهی سرریز کلید پیانویی جانبی با کلید‌های مورب 1671 1684 3268 10.22060/ceej.2019.15599.5970 FA محمود کریمی دانشجوی دکتری عمران-آب دانشگاه شهید بهشتی، تهران محمدرضا جلیلی قاضی زاده استادیار دانشکده عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی تهران مجتبی صانعی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری جلال عطاری دانشیار دانشکده عمران، آب و محیط‌‌ زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران Journal Article 2019 01 08 Side weirs have many applications in water distribution and regulation in irrigation and flood control. For a constant opening length, weir crest can be design as labyrinth or piano key shape to increase the developed length and discharge coefficient. Another way to increase the side weir efficiency is the oblique design, which make the weir crest aligned with the diverted flow. Combining the two noted approachs leads to design a side weir with longer developed crest length and aligned with flow which has high performance. In this study, piano key side weirs with different key angles were studied. Flow characteristic including deflection angle and streamlines and also discharge coefficient were studied. Results show that angled keys aligned with the flow direction, increases performance of the piano key side weir up to 12 percent in high Froude numbers. Oblique keys can reduce the disturbances usually occurs in symmetric piano key side weir and results in higher discharge coefficient. The obtained results can be used to design a side weir which applied in conditions with high Froude numbers such as flood control. سرریز جانبی کاربردهای زیادی در توزیع و تنظیم آب در کانال های آبیاری و انتقال سیلاب دارد. در یک عرض بازشدگی ثابت، تاج سرریز را به شکل‌های مختلف از جمله کنگرهای یا کلید پیانویی می‌توان طراحی کرد تا طول توسعه یافته تاج و در نتیجه ضریب دبی سرریز جانبی افزایش یابد. روش دیگر برای افزایش راندمان سرریز جانبی طراحی آن به صورت مورب است تا تاج سرریز تقریبا با جریان منحرف شده از کانال اصلی همراستا شود. ترکیب دو عامل ذکر شده، منجر به طراحی یک سرریز با طول تاج توسعه یافته و به شکل مورب می‌شود که راندمان بالایی خواهد داشت. در این تحقیق، سرریزهای کلید پیانویی جانبی با کلیدهای مورب با زوایای مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. خصوصیات جریان از جمله زاویه انحراف و خطوط جریان و همچنین ضریب دبی سرریزها با زوایای کلید مختلف مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که زاویه دار کردن کلیدها در جهت همسو با جریان خروجی از سرریز، ضریب دبی سرریز کلید پیانویی جانبی را در اعداد فرود بالا تا 12 درصد افزایش می‌دهد. مورب کردن کلیدها می‌تواند تلاطمی که معمولا در سرریز کلید پیانویی متقارن اتفاق می‌افتد را کاهش دهند و ضریب دبی بالاتری را نتیجه دهد. نتایج بدست آمده می‌تواند برای طراحی سرریز جانبی که در اعداد فرود بالا عمل می‌کنند برای مثال انتقال سیلاب مورد استفاده قرار بگیرد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3268_a4d92e2cd541fca87e4620aba658316d.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Spectral analysis of structures using wavelet theory and concept of time of strong ground motion تحلیل طیفی سازه ها با استفاده از تئوری موجک و مدت زمان حرکت قوی زمین 1685 1704 3458 10.22060/ceej.2019.15626.5973 FA نوراله مجیدی دانشکده فنی مهندسی،دانشگاه شهرکرد علی حیدری دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکدة فنی مهندسی، دانشگاه شهرکرد 0000-0001-8229-4978 Journal Article 2019 01 11 In this paper, for the first time, the simultaneous analysis of wavelet transformation and the concept of the time of strong ground motion in spectral analysis of structures has been used. The purpose of this research is to optimize the calculations related to the main earthquake spectrum. Accordingly, the earthquake is filtered up to 5 steps. At each stage, the filter provides two waves of approximations and details. Because the wave of approximations is closer to the original earthquake, this wave is used for calculations. For this reason, at each stage of the filter, the number of earthquake records is half past. Subsequently, based on the concept of the time of strong ground motion in the wave of the main earthquake and the wave obtained from the wavelet filter, part of the earthquake that has a strong movement is separated. So at this stage, there was a reduction in earthquake records. After that, the spectrum of each of the waveforms is plotted. At the end, a two-dimensional 10-story structure and a three-dimensional five-story structure with each spectrum obtained from two discrete wavelet concepts and the duration of a strong ground motion are analyzed. The results show that by reducing the computation of the spectrum by more than 93%, the structure can be analyzed with an error less than 4%. It can be said that the proposed technique is one of the best techniques presented in the optimization of calculations related to spectral analysis of structures. در این مقاله برای اولین بار به بررسی همزمان تبدیل موجک و مفهوم زمان حرکت قوی زمین در تحلیل طیفی سازه‌ها استفاده شده است. هدف از این پژوهش بهینه‌سازی محاسبات مربوط به طیف زلزله ی اصلی می‌باشد. بر این اساس زلزله ی مورد نظر تا 5 مرحله فیلتر می‌شود. در هرمرحله از فیلتر دو موج تقریبات و جزئیات حاصل می‌شود. به دلیل این که موج تقریبات به زلزله‌ی اصلی نزدیک تراست از این موج برای محاسبات استفاده می‌شود. به همین دلیل در هرمرحله از فیلترتعدادرکوردهای زلزله نصف مرحله‌ی قبل می‌شود. پس از آن براساس مفهوم مدت زمان حرکت قوی زمین در موج زلزله‌ی اصلی و موج‌های به دست آمده از فیلترموجکی، قسمتی از زلزله که دارای جنبش قوی است جدا می‌شود. پس در این مرحله نیز یک تقلیل در رکوردهای زلزله انجام گرفت. پس از آن طیف هریک از موج های حاصل شده رسم می‌شود. در انتها یک سازه ی دوبعدی10طبقه و یک سازه ی سه بعدی5طبقه باهریک از طیف‌های به دست آمده از دو مفهوم تبدیل موجکی گسسته و مدت زمان جنبش نیرومند زمین تحلیل می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که با تقلیل محاسبات مربوط به طیف به اندازه‌ی بیش از 93 درصد می‌توان سازه را با خطایی کمتر از 4 درصد تحلیل نمود. می‌توان گفت که تکنیک ارائه شده یکی ازبهترین تکنیک‌های ارائه شده دربهینه سازی محاسبات مربوط به تحلیل طیفی سازه‌ها است. https://ceej.aut.ac.ir/article_3458_e3ea33961a7c5b1ec04d6c97aa3b5379.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 The importance of accidental design eccentricity in seismic design of steel buildings with dual system under the effect of far- and near-fault ground motions بررسی اهمیت خروج از مرکزیت اتفاقی در طراحی لرزه‌ای ساختمان‌های فولادی با سیستم دوگانه تحت اثر زلزله‌های حوزه دور و نزدیک گسل 1705 1728 3466 10.22060/ceej.2019.15618.5975 FA محمدرضا وفیدسرکاری دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران مهدی پورشاء شهر جدید سهند- دانشگاه صنعتی سهند- دانشکده مهندسی عمران Journal Article 2019 01 12 Seismic responses of buildings are amplified due to torsion. To account for the effects that cause torsion and are not considered in the design process of buildings, the seismic codes introduce “accidental design eccentricity (ADE)”. In this study, the adequacy of the Iranian Standard No. 2800 provisions about the design eccentricity was investigated. To this end, the 5-story torsionally-stiff and torsionally-flexible buildings with dual lateral load resisting system were studied. The mass eccentricity in plan-asymmetric buildings was assumed to be equal to 0.10b and 0.20b where b is the plan dimension. Nonlinear time history analyses were performed using far-field (FF), non-pulse (NP) and pulse-like (FD) near-field records for the models in two cases. In the first case, the effect of the ADE on the seismic demands of symmetric and asymmetric-plan buildings was investigated. Finally, to consider what happens when an actual accidental mass eccentricity (AME) is introduced in an already designed building, the mass center of the buildings was shifted by ±0.05b (b is the dimension of the building perpendicular to the earthquake direction) simultaneously in both directions and the buildings (with and without ADE) were analyzed for the earthquake sets described above. For the buildings investigated in this research, the results indicate that the provision related to the accidental design eccentricity has little influence (less than 10%) on the inelastic seismic responses for torsionally-stiff buildings and can be ignored. Also, the accidental mass eccentricity has more influence (maximum 38%) on the inelastic seismic responses of torsionally-flexible buildings but the accidental design eccentricity has less influence on the reduction of seismic responses. Therefore, it seems that the accidental design eccentricity needs to be modified for torsionally-flexible buildings. در پی تشدید پاسخ لرزه‌ای ساختمان‎ها در اثر پیچش، به منظور درنظرگیری عواملی که تاثیر آن‎ها در طراحی ساختمان به صراحت در پاسخ پیچشی لحاظ نمی‌گردند، آیین‎نامه‎ها ضابطه‎ای را با نام خروج از مرکزیت طراحی اتفاقی معرفی می‎نمایند. در این مطالعه، تاثیر ضابطه خروج از مرکزیت طراحی اتفاقی استاندارد زلزله 2800 در طراحی لرزه‎ای ساختمان‎های فولادی متقارن و نامتقارن 5 طبقه، دارای سیستم باربر جانبی دوگانه، در دو حالت پیچشی سخت و نرم با خروج از مرکزیت‎های جرمی اولیه 0.10b و 0.20b که b اندازه بعد پلان ساختمان می‌باشد، مورد بررسی قرار می‌گیرد. بدین منظور، ساختمان‎ها تحت تحلیل‎های تاریخچه زمانی غیرخطی با بکار‎گیری سه دسته رکورد زلزله حوزه دور و نزدیک گسل پالس‌دار و بدون پالس قرار می‎گیرند. در مرحله اول، تاثیر خروج از مرکزیت طراحی اتفاقی روی ساختمان‎های متقارن و نامتقارن بررسی می‌گردد. در مرحله دوم، ساختمان‎های طراحی نشده و طراحی شده برای خروج از مرکزیت طراحی اتفاقی با اعمال خروج از مرکزیت اتفاقی واقعی و جابجا نمودن مرکز جرم به مقدار 5 درصد بعد ساختمان در دو جهت X و Y تحت تحلیل‎های تاریخچه زمانی غیرخطی قرار می‎گیرند. نتایج نشان می‌دهند که ضابطه خروج از مرکزیت طراحی اتفاقی تاثیر اندکی در پاسخ‎های لرزه‎ای غیرالاستیک دارد و می‎تواند برای ساختمان‎های پیچشی سخت نادیده گرفته شود. از طرف دیگر، خروج از مرکزیت جرمی اتفاقی تاثیر بیشتری در ساختمان‎های پیچشی نرم دارد، ولی ضابطه خروج از مرکزیت طراحی اتفاقی تاثیر اندکی روی کاهش پاسخ‎های لرزه‎ای دارد. بنابراین، ضابطه خروج از مرکزیت طراحی اتفاقی برای ساختمان‎های پیچشی نرم نیاز به اصلاح دارد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3466_606555cf42a6719782a952aa33cfa2cb.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Performance Comparison of Fe2+ Activated Persulfate and Electro-Persulfate Process in Acid Blue 25 Removal from Aqueous Solution: Operating Conditions and Reaction Velocity مقایسه کارایی فرایندهای پرسولفات فعال‌شده توسط Fe2+ و الکترو پرسولفات در حذف محلول اسید آبی 25: شرایط عملکرد و سرعت واکنش 1729 1742 3412 10.22060/ceej.2019.15641.5979 FA زینب قربانی گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس بیتا آیتی گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس 0000-0001-7720-9863 Journal Article 2019 01 14 The purpose of this study was to compare the performance of Fe2+ activated persulfate and electro-persulfate process in Acid Blue 25 removal from aqueous solution. For this reason, the effects of different parameters including pH, dye, sodium persulfate and ferrous sulfate concentrations were investigated. The removal efficiency of 92% at the time of 60 minute was obtained at pH= 3, dye concentration= 50 mg/L, sodium persulfate concentration= 500 mg/L and Fe (II) sulfate concentration= 100 mg/L for Fe2+ activated persulfate system and the removal efficiency of 95% at pH= 5, dye concentration = 200 mg/L, sodium persulfate concentration = 500 mg/L and ferrous sulfate concentration = 100 mg/L for electro-persulfate system by means of graphite materials as the neutral electrodes. COD removal efficiency in Fe2+ activated persulfate and electro-persulfate in the mentioned conditions were 90% and 89% in 180 minutes, respectively. Moreover, the result of process kinetics showed that using electrochemical process improved the reaction velocity from 0.0016 to 0.0487 mg/L/ min. The comparison between these two-process showed that using electrochemical process improved dye removal efficiency by 4 times. هدف از این پژوهش، مقایسه کارایی دو فرایند پرسولفات فعال‌شده توسط Fe2+ و الکترو پرسولفات در حذف محلول اسید آبی 25 بود. بدین منظور، تأثیر پارامترهای pH، غلظت رنگزا، غلظت پرسولفات سدیم و غلظت سولفات آهن (II) مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج حاصل پس از 60 دقیقه، حذف 92 درصد رنگزا تحت 3pH = ، غلظت mg/L 50 رنگزا، غلظت mg/L 500 نمک پرسولفات سدیم و غلظت mg/L 100 نمک سولفات آهن (II) در فرایند پرسولفات فعال‌شده با Fe2+ و حذف 95 درصد رنگزا در 5= pH ، غلظت mg/L 200 رنگزا، غلظت mg/L 500 نمک پرسولفات سدیم و غلظت mg/L 100 نمک سولفات آهن (II) در فرایند الکترو پرسولفات با استفاده از دو الکترود گرافیت صورت گرفت اما در شرایط مذکور پس از زمان مشابه 180 دقیقه حذف حدود 90 درصد COD در هر دو فرایند ‌ حاصل شد. نتایج بررسی سینتیک‌ واکنش نشان داد که استفاده از فرایند الکترو پرسولفات موجب افزایش سرعت واکنش از mg/L/min 0016/0 تا mg/L/min 0487/0 می‌شود. مقایسه این دو فرایند نشان داد استفاده از فرایند الکتروشیمیایی موجب بهبود قابلیت فرایند پرسولفات فعال‌شده با Fe2+ و انجام عمل تصفیه در pH نزدیک به pH طبیعی رنگزا (مصرف مواد شیمیائی کمتر) و حذف رنگزا با غلظت بیشتر (4 برابر) می‌شود. https://ceej.aut.ac.ir/article_3412_90f1f4972d133619a60c30f3559ec0c5.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Physical Simulation of Discharge Flow from Deep Conduit in Dense Reservoir (In Terms of Use in the Gotvand Dam Deep Pipe) شبیه‌سازی فیزیکی تخلیه جریان از مجرای عمقی در مخازن چگال ( با لحاظ استفاده در اداره لوله عمقی سد گتوند) 1743 1764 3341 10.22060/ceej.2019.15645.5982 FA شروین فقیهی راد عضو هیئت علمی / موسسه تحقیقات آب حسین اردلان کارشناس ارشد پژوهشی / موسسه تحقیقات آب آرش نیکخواه کارشناس ارشد پژوهشی/ موسسه تحقیقات آب امیر اسفندیار نژاد کارشناس ارشد پژوهشی/ موسسه تحقیقات آب Journal Article 2019 01 15 The stratified reservoirs are forming due to natural phenomena such as sediment current or a significant change in water quality parameters in terms of salinity, dissolved oxygen, heavy metals, etc. Today, research of the dense reservoir in different conditions is needed for better management. Understanding the outflow pattern and its interactions in stratified reservoir according to different discharges from the deep conduit and application for the operation of its system in Gotvand Dam using by a physical model is the main goals of this research. An undistorted physical model with a 1:40 scale from the deep duct structure with the details was established. This scale is calculated based on the Richardson number and the same density conditions in the model and prototype. Laboratory scenarios of the physical model were designed and implemented in two sections to allow changes water level in the reservoir and maintain it. These two categories were designed for simulating short and long term effects of saline layer evacuation in the reservoir. The results of experiments with different outflow rates (maximum up to 800 liter per second) revealed that salinity of the layer in front of the deep conduit plays an important role in the salinity of the depleted stream, and other layers in different level of the reservoir have not affect in changing this amount. Also, the pattern of the streamline formed towards the output is under very stable conditions without expanding to other layers. The experimental results revealed that the fluid below the offtake remaining unaffected by the outflow and the fluid above the outlet vertically to make up the volume lost through the outflow but preserving the horizontal isopycnals. This issue was clearly recorded in addition to measuring by imaging from the model. To ensure the necessary turbulence and increase Reynolds number in the physical model, outflow was reached more than twice (up to 1677.5 liter per second) but flow pattern towards offtake still was in very stable condition and streamlines did not expand to above and below of outlet layer. Any significant amount of vertical diffusion among dense layers was not observed. شکل‌گیری مخازن چگال و وجود لایه‌بندی در سدهای بزرگ ناشی از پدیده‌های طبیعی همچون ورود رسوبات به شکل جریان غلیظ و یا تغییر قابل توجه در پارامترهای کیفی آب همچون شوری، اکسیژن محلول، فلزات سنگین و ... همراه است. فهم فرآیند الگوی تخلیه و اثرات متقابل آن در وضعیت لایه‌بندی مخزن با توجه به مقدار دبی خروجی از مجرای عمقی و بهره‌مندی از نتایج آن در موضوع اداره مجرای عمقی سد گتوند با استفاده از ابزار مدل فیزیکی یکی از اهداف مهم این تحقیق است. بدین منظور یک مدل فیزیکی با مقیاس مستقیم 40:1 از سازه مجرای تحتانی سد با جزئیات مربوطه برپا گردید. این مقیاس بر اساس عدد ریچاردسون و بر پایه شرایط چگالی یکسان در مدل و طبیعت بسط داده شده است. سناریوهای آزمایشگاهی مدل فیزیکی در دو بخش اجازه تغییر در تراز مخزن و ثابت نگهداشتن آن طراحی و اجرا گردید. نتایج حاصل از آزمایش‌های مدل با دبی‌های متفاوت نشان داد که میزان شوری لایه مقابل مجرای عمقی، نقش موثر در شوری جریان تخلیه شده از آن را داشته و دیگر لایه‌ها در موقعیت‌های متفاوت نقش چندانی در تغییر این مقدار ندارند. همچنین الگوی خطوط جریان تشکیل یافته به سمت حفره خروجی از نوع لایهای پایدار است. این موضوع علاوه بر اندازه‌گیری با تصویربرداری از مدل نیز به وضوح ثبت گردید. با توجه به خروج آب شور از لایه مقابل مجرای عمقی، به مرور از لایه‌های بالایی کم چگال جایگزینی صورت می‌گیرد و اختلاط موثری در دیگر لایه‌ها مشاهده نشد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3341_acf06cdd9c744f969958e1f085554c8b.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Experimental investigating effect of Froude number on hydraulic parameters of vertical drop with supercritical flow upstream بررسی آزمایشگاهی تأثیر عدد فرود بر پارامترهای هیدرولیکی شیب‌شکن قائم با جریان فوق بحرانی در بالادست 1765 1782 3318 10.22060/ceej.2019.15655.5985 FA رسول دانشفراز دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران 0000-0003-1012-8342 سینا صادق فام استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران 0000-0002-9018-547X ودود حسن نیا دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران Journal Article 2019 01 17 The supercritical flow as the inflow at upstream of the vertical drops can produce a considerable impact, destruction and erosion at the downstream of drops influence by fall and collision. Therefore in this study, with the aim of evaluation and prediction of the general behavior of hydraulic parameters in vertical drops with the supercritical flow at upstream, 55 experiments were carried out with various discharges and Froude numbers. The experimental results indicated that in the supercritical flows, by increasing the relative critical depth and Froude numbers, the relative length of drop, the relative length of splashing and the relative total length of the drop were increased. However, by increasing the relative critical depth and Froude number, the relative depth of the pool initially increases and then decreases, and the relative energy loss is initially reduced and then increased. By increasing the Froude number at a constant relative critical depth, the relative length of the drop, the relative length of splashing, the relative total length of drop and the relative energy loss increases, and relative depth of the pool decreases. Also, in a constant Froude number, by increasing the relative critical depth, the relative length of drop, the relative length of splashing, the relative total length of the drop and relative depth of the pool increase, and the relative energy loss decreases. Meanwhile, the results of the present study with the larger range of Froude number were compared with the previous studies and were studied the reasons for the agreement or disagreement. جریان فوق بحرانی به عنوان جریان ورودی در بالادست شیب شکن های قائم در اثر سقوط و برخورد، می‌تواند قدرت ضربه‌ای، تخریبی و فرسایشی بسیار قابل توجهی در پایین دست شیب شکن‌های قائم داشته باشد. بنابراین در این تحقیق با هدف ارزیابی و پیش بینی رفتار کلی پارامترهای هیدرولیکی شیب شکن‌های قائم با جریان فوق بحرانی در بالادست، 55 آزمایش با دبی ها و اعداد فرود مختلف صورت پذیرفت. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که در جریان های فوق بحرانی با افزایش مقادیر عمق بحرانی نسبی و عدد فرود پارامترهای طول نسبی شیب شکن، طول نسبی پاشیدگی و طول نسبی کلی شیب شکن افزایش یافتند. این در حالی است که با افزایش مقادیر عمق بحرانی نسبی و عدد فرود پارامتر عمق نسبی استخر ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد و استهلاک انرژی نسبی نیز ابتدا کاهش و سپس افزایش می‌یابد. با افزایش عدد فرود در یک عمق بحرانی نسبی ثابت، طول نسبی شیب شکن، طول نسبی پاشیدگی، طول نسبی کلی شیب شکن و استهلاک انرژی نسبی افزایش و عمق نسبی استخر کاهش می‌یابد. همچنین در یک عدد فرود ثابت با افزایش عمق بحرانی نسبی طول نسبی شیب شکن، طول نسبی پاشیدگی، طول نسبی کلی شیب شکن و عمق نسبی استخر افزایش و استهلاک انرژی نسبی کاهش می‌یابد. نتایج تحقیق حاضر با بازه اعداد فرود بزرگتر با پژوهش‌های پیشین مورد مقایسه و دلایل تطابق و یا عدم تطابق مورد مطالعه قرار گرفت. https://ceej.aut.ac.ir/article_3318_831b1ac54cc8db480e3babac5fa2256b.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Projection of seepage and piezometric pressure in earth dams using soft computational models پیش‌بینی دبی نشت و فشار پیزومتریک در سدهای خاکی با استفاده از مدل‌های محاسبات نرم (مطالعه موردی: سد شهید کاظمی بوکان) 1783 1796 3337 10.22060/ceej.2019.15667.5990 FA محمد نجف زاده استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران و نقشه بردار، دانشگاه تحصیلات تکمیلی کرمان 0000-0002-4100-9699 Journal Article 2019 01 19 Earth dams are always one of the main components of water conservation projects. Nowadays, accurate estimation of piezometric pressure and seepage discharge in earth dams using numerical models and artificial intelligence (AI) approaches is one of the fundamental steps in their design studies. In this research, soft computing models including gene-expression programming (GEP), M5 algorithm and group method of data handling (GMDH) have been used to predict the piezometric pressure in the core and the seepage discharge through the body of Shahid Kazemi Boukan Earth Dam. For this purpose, the information recorded in the last 94 months has been used. The results showed that all of the applied models have permissible level of accuracy in the prediction of seepage discharge and piezometric pressure. The best performance in the piezometric pressure estimation is related to the M5 algorithm with a coefficient of determination (R2) of 0.95 and root mean square error (RMSE) of 0.86. The GMDH by considering the two units (months) delay time and with R2= 0.92 and RMSE=1.541 modeled and predicted the seepage discharge, which was more accurate than other models. In general, increasing the time delay in the input information of models generally increases the performance of proposed models. سدهای خاکی همواره یکی از مؤلفه‌های اصلی پروژه‌های حفاظت آب‌وخاک هستند. امروزه تخمین دقیق فشار پیزومتریک و دبی نشت در سدهای خاکی با استفاده از مدل‌های عددی بر مبنای هوش مصنوعی یکی از اقدامات اساسی در مطالعات طراحی آن‌ها بشمار می‌آید. در این تحقیق با استفاده از مدل‌های محاسبات نرم شامل برنامه‌نویسی وراثتی (GP)، الگوریتم M5 و روش دسته‌بندی گروهی داده‌ها (GMDH) به پیش‌بینی فشار پیزومتریک درون‌هسته و دبی نشت سد خاکی سد شهید کاظمی بوکان پرداخته‌شده است. بدین منظور از اطلاعات ثبت‌شده در 94 ماه اخیر استفاده شد. نتایج حاصل از مدلهای هوشمند مذکور در مراحل آموزش و آزمایش نشان دادند که روشهای بکار گرفته‌شده دارای دقت مناسبی در تخمین دبی نشت و فشار آب پیزومتریک هستند. بهترین عملکرد در تخمین فشار پیزومتریک مربوط به الگوریتم M5 با ضریب تبین (R2) برابر با 0/95 و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) برابر با 0/86 است. مدل GMDH هم با در نظر گرفتن دو واحد (ماه) تأخیر زمانی و خطای ضریب تبین 0/92 و جذر میانگین مربعات خطا 1/541 توانست دبی نشت را نسبت به سایر مدل‌ها ی هوشمند با دقت بهتری مدل‌سازی و پیش‌بینی کند. همچنین از تحقیق حاضر می توان نتیجه گرفت که به‌صورت کلی افزایش تأخیرات زمانی در اطلاعات ورودی مدل‌ها باعث افزایش سطح عملکرد مدل‌های پیشنهادی می‌شود. https://ceej.aut.ac.ir/article_3337_a4fa7175d4757e45eac71a8487751f63.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Experimental and Numerical Studies on Load-Carrying Capacity of Single Floating Aggregate Piers Reinforced with Vertical Steel Bars مطالعه آزمایشگاهی و عددی ظرفیت باربری ستون‌های شنی شناور تکی مسلح شده با میله‌های فلزی عمودی 1797 1816 3316 10.22060/ceej.2019.15640.5991 FA مهدی محمدرضائی گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران سید حمید لاجوردی گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران حمید رضا صبا دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران 0000-0001-9331-185X عباس قلندرزاده دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران احسان اله ضیغمی استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران Journal Article 2019 01 19 The load-carrying capacity of the aggregate piers increases by circumferential confinement created by the surrounding soil. In soft clay soils, the amount of confinement is usually not sufficient to develop a load-carrying capacity. Because of that, it is practical to use geosynthetic reinforced aggregate piers in this type of soils. This paper intends to evaluate the use of vertical steel bars as an alternative for geosynthetics. In this study, some small-scale laboratory tests were performed on floating aggregate piers with diameters of 80 and 100 mm and a length of 400 and 500 mm, respectively reinforced with vertical steel bars. Moreover, two-dimensional numerical modeling using the Plaxis software was conducted. The results show that using bars with more stiffness leads to more increase in load-carrying capacity. Reinforcing the full length of the aggregate piers, compared to half-length, will further improve the load-carrying capacity of the aggregate piers. In the early stages, by applying the load, the stone aggregates tend to compress, so load-carrying capacity increases and by continuing this process, the tendency to the occurrence of lateral bulging is seen and due to the low resistance of kaolin clay to the bulging, the increase of load-carrying capacity is negligible. Also, numerical modeling results show that the floating aggregate pier penetrated into soft clay soil in the full-length case, and the failure state changed from bulging to slip. ستون‌های شنی ظرفیت باربری خود را با محصوریت محیطی ایجاد شده توسط خاک اطراف افزایش می‌دهند. در خاک‌های رسی بسیار نرم، مقدار این محصوریت معمولا به اندازه‌ی کافی برای توسعه ظرفیت باربری نمی‌باشد. به همین دلیل در این نوع خاک‌ها استفاده از ستون‌های شنی مسلح شده با ژئوسنتتیک متداول است. این مقاله قصد دارد استفاده از میله‌های فلزی عمودی را به عنوان جایگزین ژئوسنتتیک‌ها مورد بررسی قرار دهد. در این مطالعه آزمون‌های آزمایشگاهی در مقیاس کوچک بر روی ستون‌های شنی شناور به قطر 80 و 100 میلی‌متر به طول به ترتیب 400 و 500 میلی‌متر مسلح شده با میله‌های فلزی عمودی، همراه با مدل‌سازی عددی دو بعدی با استفاده از نرم‌افزار پلکسیس صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهد حالت‌هایی که در آن میله‌ها با سختی بیشتر آرایش یافته‌اند، تحمل بار بیشتری دارند. مسلح کردن طول کامل ستون در مقایسه با نصف طول آن بهبود بیشتری در ظرفیت باربری ستون شنی ایجاد می‌کند. در مراحل اولیه بارگذاری با توجه به تمایل مصالح شنی شکسته ستون به متراکمتر شدن، افزایش بیشتری در ظرفیت باربری ایجاد شده و در ادامه‌ی فرآیند بارگذاری به علت خمره‌ای شدن ستونها، افزایش در ظرفیت باربری کم است. همچنین نتایج مدل‌سازی عددی نشان می‌دهد در ستون‌های شنی شناور مسلح شده در طول کامل خود، ستون‌ها به داخل خاک رسی نرم نفوذ کرده و حالت گسیختگی از خمره‌ای شدن به لغزش تغییر یافته است. https://ceej.aut.ac.ir/article_3316_8ce5d989374d216a867cdc8871484b43.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Overturning response analysis of free-standing intake tower subjected to seismic pulses تحلیل پاسخ‌ واژگونی برج‌های آبگیر آزاد-ایستا تحت پالس‌های لرزه‌ای 1817 1836 3391 10.22060/ceej.2019.15670.5992 FA رامتین حاجی رضایی دانشگاه تربیت مدرس محمد عالم باقری دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 2019 01 19 In this paper, dynamic response of free-standing intake tower is investigated by using the Abaqus software. Briones intake tower is selected and it is modeled in two free-standing and anchored conditions that in the former state, three different frictional conditions are considered between the tower and its foundation. The friction coefficients include: 1)μ=0.58; 2)μ=1.73; 3)μ=∞. The intake towers are modeled 3D in three dry, submerged and semi-submerged states and water-structure interaction is considered by Eulerian-Lagrangian approach. In order to validate the models, the numerical responses of rigid and flexible blocks under seismic load are compared with the obtained results by other researchers. The tower overturning responses include: tower’s top relative displacement, sliding, tower’s base opening, which are extracted and analyzed under seismic pulses of sinus type, with three time periods of 0.5, 1 and 1.5 seconds, and intensities of 0.2g to 1.0g. It is shown that the presence of water around the intake tower has a significant effect on overturning responses. Also, the tensile stress in the free-standing state decreased by more than 70% compared to the anchored one. در این مقاله به بررسی پاسخ واژگونی و حرکت گهواره‌ای برج‌های آبگیر آزاد-ایستا تحت پالس‌های لرزه‌ای پرداخته شده است. برج آبگیر سد بریونز برای این مطالعه انتخاب شده است. برج آبگیر در دو حالت آزاد-ایستا و مهارشده مدل‌سازی شده که در حالت آزاد-ایستا سه شرایط اصطکاکی مختلف میان کف برج آبگیر و پی زیر آن در نظر گرفته شده است. این شرایط اصطکاکی شامل: 1 -ضریب اصطکاک0/58 ،2 -ضریب اصطکاک1/73 ،و3 -ضریب اصطکاک بی نهایت است. برج آبگیر بصورت سه‌بعدی در سه حالت خشک، مستغرق و نیمه مستغرق مدل‌سازی شده اند. اندرکنش آب و سازه بوسیله رفتار اویلری-الگرانژی درنظر گرفته شده است. به منظور صحت سنجی مدل‌سازی از مقایسه نتایج بلوک های صلب و انعطاف‌پذیر بدست آمده توسط سایر محققین و نتایج حاصل شده توسط نرم افزار تجاری مورد استفاده یعنی آباکوس استفاده شده است. پاسخ های واژگونی برج آبگیر که شامل: تغییر مکان نسبی نوک برج، لغزش و بازشدگی کف برج می‌باشند، تحت پالس‌های لرزهای از نوع سینوسی، با سه زمان تناوب 0/5 ،1 و1/5 ثانیه و شدت0/2 تا 1 برابر شتاب زمین استخراج و تحلیل شده است. نشان داده شده است که وجود آب اطراف بلوک تاثیر چشمگیری در پاسخ های واژگونی دارد. همچنین مقدار تنش های کششی در حالت آزاد-ایستا بیش از 50 درصد نسبت به حالت مهارشده کاهش یافته است. https://ceej.aut.ac.ir/article_3391_dbb422937d7ff56e049d61da730b3e11.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Identifying and Investigating Usage Barriers of Agile Project Management in Road Construction Projects شناسایی و بررسی موانع استفاده از مدیریت پروژه‌ چابک در پروژه های راهسازی 1837 1852 3422 10.22060/ceej.2019.15677.5996 FA مجتبی پورشفیع اردستانی دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت ساخت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران هادی سروری استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران 0000-0001-7621-1603 Journal Article 2019 01 21  In order to complete the project on time and to accurately advance the construction and operation plans, the use of agile project management methodology in road construction projects, as the main communication networks, is essential. In this regard, the present study aims to investigate the barriers and ways of using the agility management project in road construction projects. The population consists of all project managers, specialists, experts, consultants and contractors of road and urban planning department of Isfahan province who are 150 persons. Nomber of 108 persons are selected as the statistical samples by the Cochran sample size formula and convenience sampling. The used questionnaire is a researcher-made questionnaire of agile project management obstacles, which is compiled by the following 6 dimensions (managerial-organizational, skill and competence, knowledge management, human resources, cost, project complexity) and 30 items based on the 5-point Likert scale. The face, content and construct validity of the questionnaires are confirmed. The reliability coefficient of the questionnaire is estimated (0.891). The findings of the research indicate that the number of obstacles identified in the use of agile project management in road construction projects are in the higher level than mean and the studied factors are identified as relatively strong barriers of using agile project management in road construction projects. In addition, ranking of identified obstacles as barriers of using agile project management in road construction projects is as following: knowledge management dimension with the mean rank of (4.02) if the first, human resources dimension with the mean rank of (3.69) is the second, the project complexity with the mean rank of (3.50) is the third, the managerial-organizational dimension and the cost with the mean rank of (3.37) is the fourth, and the skill and competence dimension with the mean rank of (3.06) is the fifth rank. Finally, some strategies are presented to solve the problems of using agile project management. جهت اتمام به موقع پروژه و پیشبرد دقیق برنامه‌های ساخت و بهره‌برداری، استفاده از متدولوژی مدیریت پروژه چابک در پروژه‌های راه‌سازی، به عنوان شبکه‌های اصلی ارتباطی، ضروری است. در این راستا پژوهش حاضر با هدف بررسی موانع و راه‌کارهای استفاده از مدیریت پروژه چابک در پروژه‌های راه سازی انجام شد. جامعه آماری پژوهش را کلیه مدیران پروژه، کارشناسان، مشاوران و پیمانکاران، اداره کل راه و شهرسازی استان اصفهان به تعداد 150 نفر تشکیل می‌دهد. روش نمونه‌گیری در دسترس بود و حجم نمونه با استفاده از فرمول کوکران 108 نفر محاسبه گردید. پرسشنامه مورد استفاده در این پژوهش، پرسشنامه محقق ساخته موانع مدیریت پروژه چابک است که ذیل 6 بعد )مدیریتی-سازمانی، مهارت و شایستگی، مدیریت دانش، منابع انسانی، هزینه، پیچیدگی پروژه( و 30 گویه بر اساس مقیاس 5 درجه لیکرت تدوین گردید. روایی صوری، محتوایی و سازه پرسشنامه تایید شد. ضریب پایایی پرسشنامه موانع استفاده از مدیریت پروژه چابک (0/891 )برآورد شد. یافته های پژوهش حاکی از آن بود که میزان موانع شناسایی شده در استفاده از مدیریت پروژه چابک در پروژه های راه سازی در سطح بالاتر از متوسط قرار دارد. علاوه بر این در رتبه بندی موانع شناسایی شده، بعد مدیریت دانش با میانگین رتبه ای (4/02 )رتبه اول، بعد منابع انسانی با میانگین رتبه ای (3/69 )رتبه دوم، بعد پیچیدگی پروژه با میانگین رتبه ای (3/50 )رتبه سوم، بعد مدیریتی-سازمانی و هزینه با میانگین رتبه ای (3/37 )رتبه چهارم و بعد مهارت و شایستگی با میانگین رتبه ای (3/06 )رتبه پنجم را به خود اختصاص داده‌اند. در نهایت برای حل مشکلات استفاده از مدیریت پروژه چابک راه‌کارهایی ارائه شد. https://ceej.aut.ac.ir/article_3422_73640de25b7d656733ce2f808a330f18.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 BIM-based approach for Estimating life cycle costs of building in conceptual design phase using Iran’s national price list ارائه روش برآورد هزینه‌های چرخه عمر ساختمان در مرحله طراحی مفهومی بر پایه مدل‌سازی اطلاعات ساختمان با استفاده از فهرست‌بهای ملی ایران 1853 1874 3504 10.22060/ceej.2019.15688.6000 FA فرزاد جلایی عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه علم و صنعت ایران محمد امین حامدی راد دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت ساخت، دانشکدة مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران علی اکبر شیرزادی جاوید استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران Journal Article 2019 01 23 All costs within the life cycle of a building are known as its life-cycle costs. In the design process of a building, the use of a lower initial cost index to select an option among others with similar performance may not lead to an economically optimal choice during the lifecycle. Hence today, building designers and investors require a tool to estimate life cycle costs at the conceptual design phase to elect an economically efficient option. The purpose of this study is to provide a framework to estimate life cycle costs of a building at the conceptual design phase based on Building Information Modeling (BIM). For this purpose, the costs of the building’s life cycle, including initial costs (cost of supply and installation based on Iran’s national price list and shipping costs), repair and maintenance costs, operating costs (energy consumption) and salvage value at the end of the building’s useful life are regarded in the estimation of its life cycle costs. The application of the proposed framework was then evaluated and approved for designing a residential building in Tehran. The application of the proposed framework for designing a residential building in Tehran was assessed and validated on two models, and the results showed that by increasing the initial costs in the second model by 75%, its annual operating costs decreased by 54% and total life cycle costs have dropped by 8% after 18 years. In this way, building designers can estimate the life-cycle costs of a building at the incipient stages of design and improve its design. هزینه‌های در بازه چرخه عمر ساختمان با عنوان هزینه‌های چرخه عمر آن شناخته می‌شوند. در روند طراحی یک ساختمان استفاده از شاخص هزینه اولیه کمتر برای انتخاب یک گزینه از بین گزینه‌های با عملکرد یکسان، ً به انتخابی بهینه از نظر اقتصادی منجر نشود. لذا امروزه طراحان ساختمان و سرمایه گذاران برای ممکن است صرفا انتخاب گزینه مقرون به صرفه نیازمند چارچوبی برای تخمین هزینه‌های چرخه عمر در مراحل اولیه طراحی می‌باشند. هدف از انجام این پژوهش، ارائه چارچوبی برای برآورد هزینه‌های چرخه عمر در فازهای اولیه طراحی ساختمان بر پایه مدل‌سازی اطلاعات ساختمان با استفاده از بانک اطلاعات هزینه‌ای فهرست بهای ایران است. برای این منظور هزینه‌های چرخه عمر یک ساختمان شامل هزینه‌های اولیه (هزینه تهیه و نصب و هزینه حمل)، هزینه‌های تعمیر و نگهداری، هزینه‌های ناشی از بهره‌برداری (مصرف انرژی) و ارزش پسماند در انتهای عمر مفید ساختمان در برآورد هزینه‌های چرخه عمر آن در نظر گرفته شده است. کاربرد چارچوب ارائه شده برای طراحی یک ساختمان مسکونی در شهر تهران مورد سنجش و تأیید قرار گرفت و نتایج نشان داد با افزایش 75 درصدی هزینه های اولیه ، هزینه های سالانه بهره برداری آن به مقدار 54 درصد و مجموع هزینه‌های چرخه عمر پس از 18 سال به میزان 8 درصد کاهش یافته است. بدین ترتیب طراحان ساختمان می‌توانند در مراحل اولیه طراحی، هزینه‌های چرخه عمر ساختمان را برآورد نمایند و طراحی ساختمان را بهبود بخشند https://ceej.aut.ac.ir/article_3504_73231e53eeef362c814c8522f5257286.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی عمران امیرکبیر 2588-297X 52 7 2020 09 22 Optimization of Non-level Pedestrian Crossings Using Genetic Algorithm بهینه سازی محل گذرگاه های غیرهمسطح عابر پیاده با استفاده از الگوریتم ژنتیک 1875 1888 3503 10.22060/ceej.2019.15691.6001 FA علی عبدی کردانی عضو هیئت علمی دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره) 0000-0003-3175-2566 حسین ایزدپناه گروه راه و ترابری و حمل و نقل، دانشکده عمران، معماری و هنر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران مجید شادمان گروه مهندسی عمران- برنامه ریزی حمل و نقل، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی، قزوین، ایران 0000-0002-4150-4032 Journal Article 2019 01 23 Today, a significant proportion of movements are available for distances below one kilometer is carried out with the feet. The separation of pedestrian traffic with traffic passing through highways and highways is one of the issues that, in addition to ensuring the safety of pedestrians, also covers the flow of traffic. One of the safe passageways of these pedestrian crossings is the construction of passageways of non-level pedestrians (overpasses or underpasses). Therefore, the mathematical model in this research was designed with the goal of the minimum total distance of pedestrians to the passage. Model inputs were prepared using the ArcGIS software, such as applying the population to applications and obtaining distances, then by solving this model, an optimal locating of non-level passes was performed using Genetic Algorithm. In order to optimize and optimize the management of project costs, the passageways were prioritized based on effective parameters. Thus, by identifying the effective parameters such as the size of the pedestrian and the volume and speed of the vehicles, using the ArcGIS software, the information layers of the parameters were created and applied to the layers using the required hierarchical weighting method and this method of prioritizing the non-level crossings of the pedestrian is done. The research method was carried out on a case study and non-level crossings of passageways were locally located in the area. The importance of effective parameters for prioritizing non-level passes, pedestrian accidents, and the volume of passing pedestrians from the street had the most important factor. Finally, 21 points for constructing of pedestrian crossing is determined that prioritized based on Genetic Algorithm. امروزه سهم قابل توجهی از جابجایی‌ها برای فواصل زیر یک کیلومتر با پا صورت می‌پذیرند. جداسازی حرکت عابران پیاده با ترافیک عبوری راه‌ها با حجم و سرعت بالا از مسایلی است که علاوه بر تأمین ایمنی عابران، روان شدن ترافیک مسیر مورد نظر را نیز در بر دارد. یکی از روش‌های گذر ایمن عابر پیاده از این مقاطع احداث گذرگاه‌های غیر همسطح عابر (روگذر یا زیرگذر) می‌باشد. مدل ریاضی در این تحقیق با هدف کمترین مجموع فاصله عابرین به گذرگاه طراحی شد. ورودی‌های مدل با استفاده از قابلیت ها نرم افزار ArcGIS مانند اعمال جمعیت به کاربریها و بدست آوردن فواصل آماده شد. سپس با حل این مدل به روش الگوریتم ژنتیک مکان‌یابی بهینه گذرگاه های غیر همسطح انجام شد. برای کاربردی تر کردن و مدیریت بهینه هزینه‌های اجرای پروژه گذرگاه‌ها براساس پارامترهای تأتیرگذار اولویت بندی شدند. بنابراین با شناخت پارامترهای تأثیر گذار مانند حجم عابر و حجم و سرعت وسایل نقلیه با استفاده از نرم افزار ArcGIS لایه‌های اطلاعاتی پارامترها ایجاد شده و با روش تحلیل سلسله مراتبی وزن دهی لازم به این لایه‎ها اعمال شد و با این روش اولویت بندی گذرگاه های غیر همسطح عابر پیاده انجام شدند. مطالعه موردی بر روی روش تحقیق انجام گردید و گذرگاه های غیر همسطح عابر برای منطقه مورد مکان‌یابی گردید. پارامترهای اثر گذار برای اولویت بندی گذرگاه‌های غیر همسطح، تصادف عابرین و همچنین حجم عابرین عبوری از معبر دارای بشترین ضریب اهمیت بوده است. در نهایت 21 نقطه محل احداث عابر پیاده به دست آمد که بنا بر الگوریتم ژنتیک اولویت بندی شدند. https://ceej.aut.ac.ir/article_3503_87f7ee4fdb57bdfd52179947211b7ebb.pdf