مهندسی عمران مدرس
سال:1403 | دوره:24 | شماره:5 |تعداد مقالات:7

محدود بودن محیط آبی خلیج فارس و قرار گرفتن در ناحیه خشک و بیابانی سبب شده است که تبخیر به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای اقلیمی نقش بسزایی در روند شوری و تبادل آب خلیج فارس داشته باشد. از آنجایی که با روند گرم شدن دمای هوای کره زمین و کاهش نزولات جوی از طرف دیگر، پیش بینی میشود تبخیر روند افزایشی داشته باشد، بررسی اثر این پدیده بر شوری خلیج فارس و تاسیسات ساخته شده علی الخصوص عملکرد آب شیرین کن ها اهمیت بسزایی دارد. از اینرو تحقیق حاضر، با هدف بررسی گردش آب در خلیج فارس و ارزیابی تأثیر مستقیم تبخیر آب بر شوری و تبادل آب با دریای عمان انجام شده است. در این راستا، مدلسازی عددی جریان با لحاظ نمودن اثر تبخیر در محدوده دریای عمان و خلیج فارس با استفاده از مدل سه بعدی بسته نرم افزاری Mike3-Flow Model FM انجام شده و داده های موردنیاز برای اجرای مدل هیدرودینامیکی از مدل HYCOM و داده های جوی مورد نیاز از مدل ECMWF استخراج شده است. برای ارزیابی و صحت سنجی مدل عددی، خروجی های مدل هیدرودینامیک با داده های TPXO و ترازهای جزر و مدی مقایسه و با استفاده از پارامترهای آماری ضریب همبستگی و مجذور میانگین مربع خطا محاسبه شده است. نتیجه ی این مطالعه نشان می دهد میزان آب ورودی تجمعی به خلیج فارس با درصد افزایش تبخیر رابطه نسبتأ خطی دارد. همچنین افزایش تبخیر آب از سطح خلیج فارس اثر شدیدی در شوری خلیج فارس داشته و این اثر در سطح خلیج فارس گسترده اما متغیر است، به طوریکه نواحی نزدیک تر به تنگه هرمز اثر کمتری از افزایش تبخیر گرفته اند و افزایش شوری در  نواحی کم عمق شمالی و سواحل جنوبی موجب افزیش میانگین شوری خلیج فارس شده است. بصورت میانگین، افزایش 50 درصدی تبخیر موجب افزایش شوری آب به میزان 3 psu و افزایش 100 درصدی تبخیر موجب افزایش شوری آب به میزان 6 psu شده است.

یکی از راه های رایج افزایش عمر بتن استفاده از پوزولان است، برخی از پوزولان ها که واکنش پذیری بالاتری نسبت به سیمان معمولی دارند با کاهش منافذ بتن منجر به مقاومت بیشتر و نفوذپذیری کمتر بتن می شوند. سازه های ساخته شده با بتن پرتلند معمولی، عموماً دارای عملکرد مناسبی درشرایط سخت محیطی و عوامل مهاجم مخرب نیستند، حمله سولفاتی به فرآیند تخریب بتن در اثر انبساط ناشی از واکنش های سولفاتی درون بتن گفته می­شود و در دراز مدت باعث کاهش پیوستگی، بروز ترک و ایجاد فروپاشی در ساختار بتن می­شود که یک اثر آن کاهش مقاومت بتن است. افزودن متاکائولین باعث کاهش تخلخل در بتن می گردد، در نتیجه بتن های حاوی متاکائولین در مقایسه با بتن های معمولی نفوذپذیری کمتری دارند. در این تحقیق ازخاک رس کلسینه شده به عنوان پوزولان استفاده شد، ابتدا خاک تا دمای 700 درجه سلسیوس به مدت 3 ساعت حرارت داده شد تا فرایند کلسینه شدن صورت پذیرد سپس خاک رس کلسینه به همراه درصدی از پودر سنگ آهک و میکروسیلیس جایگزین سیمان گشت. هدف از این ترکیب برای مواد سیمانی رسیدن به طرح مخلوطی است که بتن های ساخته شده توسط آن در برابر شرایط محیطی مهاجم و خورنده مقاومت بهتری از بتن های معمولی داشته باشند. برروی نمونه­های عمل آوری شده در محلول سولفات سدیم در این تحقیق بلور­های اترینگایت تشکیل شد که در نمونه­های پوزولانی نسبت به نمونه شاهد کمتر بودند. در سنین ابتدایی ضریب جذب مویینه برای نمونه های حاوی خاک رس کلسینه از نمونه های شاهد بیشتر است اما با افزایش سن نمونه ها و کامل تر شدن واکنش های پزولانی این تفاوت بسیار کاهش می یابد. مقادیر مقاومت الکتریکی نمونه­ها نیز با گذشت زمان و افزایش درصد جایگزینی پوزولان افزایش پیدا کرد. همچنین در تمامی آزمایش های انجام شده افزودن میکروسیلیس باعث پر شدن فضا های خالی درون بتن شده و همچنین واکنش پذیری سریع تر میکروسیلیس در مدت زمان کوتاه تر ژل سیلیکاتی بیشتری نسبت به پوزولان خاک رس تولید کرده و باعث متراکم تر شدن بتن می شود. در این تحقیق از 10طرح مخلوط در 2 نسبت آب به مواد سیمانی 35/0 و 4/0 استفاده شد. در هر نسبت از خاک رس در درصد های 10 و 20 درصد، پودر سنگ آهک به ترتیب در درصد های 30 و 20 درصد و میکروسیلیس نیز به همراه ترکیب خاک و آهک در 7 درصد وزنی به عنوان مواد پودری جایگزین سیمان شد. جهت بررسی خواص خاک تهیه شده اطمینان از آمورف بودن ذرات خاک و حضور ترکیبات پوزولانی بر روی آن آزمایش XRD انجام گرفت، همچنین برای بررسی و تحلیل دوام بتن از آزمایش های مقاومت سولفاتی، جذب مویینه و مقاومت الکتریکی بر روی نمونه­های مکعبی 10 سانتی در سن 28 و90 روزه استفاده شد. در این تحقیق طرح های شامل 20 درصد رس کلسینه، 20 درصد آهک و 7 درصد میکروسیلیس دارای بهترین عملکرد در طرح های پوزولانی هستند و به عنوان طرح های بهینه پزولانی معرفی می گردند.

در این مقاله روش مجانب های پویا MMA که یک روش برنامه ریزی ریاضی است برای حل مسئله بهینه سازی خرپا به کار گرفته شده است. اگرچه این روش در مسائل توپولوژی سازه های محیط پیوسته بسیار مورد استفاده قرار گرفته است، اما در مورد سازه های خرپایی کمتر مورد توجه بوده است. مسئله بهینه سازی مورد نظر در اینجا، مسئله حداقل سازی انرژی کرنشی سازه با در نظر گرفتن قید حجمی می باشد. برای اولین بار برای سازه خرپایی از مبانی روش SIMP و اعمال ضریب جریمه تابع چگالی برای بهینه سازی همزمان توپولوژی و ابعاد اعضای خرپا استفاده شده است. به منظور انجام بهینه سازی، تحلیل حساسیت تحلیلی انجام شده است. مسائل متنوعی در انتها حل شده اند و نتایج مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند در صورت استفاده از ضریب جریمه مناسب، پاسخ بهینه درست برای مسائل معیار به دست می آید. همچنین برخی مسائل کاربردی تر نیز حل شده و نتایج مورد بحث قرار گرفته اند.

سیانید از جمله آلاینده­های بسیار سمی و خطرناکی است که در پساب صنایع معدنی، آبکاری و غیره وجود دارد. در مطالعه حاضر کارایی فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته شاملUV، O3 و تلفیق UV/O3 به منظور تخریب سیانید از پساب مصنوعی بررسی شده است. تمامی آزمایش ها در یک راکتور نیمه پیوسته انجام گرفت. اثر شرایط عملیاتی مانند غلظت اولیه سیانید، زمان واکنش، سینتیک واکنش و pH مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات تخریب سیانید در این مطالعه، در 4 غلظت مختلف سیانید شامل 50، 100، 200 و 250 میلی گرم بر لیتر و همچنین دو مقدار pH برابر 10 و 11 انجام شد. مدت زمان واکنش نیز از 0 تا 90 دقیقه متغیر بود. سایر پارامترهای عملیاتی فرایند در تمامی آزمایش ها ثابت نگه داشته شد. نتایج بیانگر آن بود که با استفاده از UV به تنهایی، تخریب سیانید کند است. نتایج نشان داد که راندمان تخریب سیانید توسط فرایند گاز ازن در مقدار 11=pH بیشتر از 10=pH بود. بیشترین راندمان تخریب سیانید در شرایط بهینه فرایند ازن(غلظت اولیه سیانید 50 میلی گرم بر لیتر و مدت زمان واکنش 80 دقیقه)، برابر 68 درصد به دست آمد. زمانیکه  UV با O3 تلفیق شد، سرعت تخریب افزایش یافت و تخریب بیش از 50 درصد در مدت زمان 40 دقیقه رخ داد. بیشترین راندمان تخریب سیانید در فرآیند UV/O3، معادل 100 درصد، در 10=pH، غلظت اولیه سیانید 50 میلی گرم بر لیتر و زمان واکنش 50 دقیقه به دست آمد. به طور کلی نتایج نشان داد که تخریب سیانید کل می تواند با سینتیک شبه مرتبه اول توصیف شود. در نتیجه، می­توان بیان داشت فرایند UV/O3 فرآیندی مؤثر برای تخریب سیانید از پساب است.

اتصال RBS یکی از اتصالات گیردار از پیش تایید شده بوده و جهت تامین شکل پذیری قاب های خمشی فولادی، از آن استفاده می شود. در این اتصال یک ناحیه مشخص از بال تیر برش خورده و مقطع در آن ناحیه ضعیف می شود تا محل تشکیل مفصل پلاستیک به آن ناحیه منتقل شده و از محل اتصال تیر به ستون دور شود. در نتیجه آن، شکل پذیری کافی توسط قاب خمشی برای جذب انرژی و جلوگیری از شکست های ترد فراهم می شود. در حال حاضر در طراحی اتصالات RBS، تاثیر ابعاد برش خورده RBS  بر عملکرد چرخه ای المان های تیر مورد توجه قرار نمی گیرد. اما استفاده از هندسه های مختلف RBS  برای هر تیر واحد، در مقایسه با مقطع کامل آن، می تواند تفاوت هایی در رفتار چرخه ای اتصالات داشته باشد. به منظور ارزیابی اثرات پارامترهای هندسی اتصال RBS بر رفتار چرخه ای این اتصالات، یک مطالعه پارامتری بر روی مقاطع فولادی I شکل اروپایی انجام گردید. این نمونه ها با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس تحت بارگذاری چرخه ای، تحلیل و منحنی هیسترزیس لنگر-دوران برای هر کدام از نمونه ها استخراج گردید. به منظور حصول اطمینان از نتایج مدل سازی و تحلیل سازه، یک نمونه کار آزمایشگاهی، در نرم افزار آباکوس مدل سازی و صحت سنجی انجام شد. از هرکدام از منحنی های هیسترزیس یک منحنی ایده آل استخراج و با استفاده از منحنی های ایده آل، پنج پارامتر شامل لنگر تسلیم موثر(My)، لنگر نقطه مقاومت حداکثر(Mc)، ظرفیت دوران نهایی (θu)، شکل پذیری (μ) و ظرفیت اتلاف انرژی (EDC) به عنوان پارمترهای کلیدی طراحی لرزه ای برای هر یک از نمونه‎ ها، استخراج گردید. بررسی ارتباط بین ابعاد RBS، ممان اینرسی و مشخصات مقطع برش خورده و کامل نشان داد می توان بین این پارامترها و پارامترهای کلیدی طراحی لرزه ای رابطه برقرار نمود.

به طور کلی هرگونه آسیب و شکستگی در پی ساختمان، سبب نشست آن و در نتیجه خرابی فونداسیون و آسیب به سازه می شود. از نظر مهندسی ژئوتکنیک، خاک های متورم شونده از مهم ترین گروه های خاکی هستند که باید قبل از مطالعات طراحی، مشخصات آن ها به طور دقیق مشخص شود. این گونه خاک ها آسیب قابل توجهی به سازه ها وارد می کنند. پی های سطحی از قبیل پی منفرد و نواری ممکن است تحت تآثیر نشست نامتقارن، دوران و لنگر ناشی از تورم خاک، دچار آسیب شوند. یکی از عواملی که منجر به نشست نامتقارن و دوران در پی ها می شود، نفوذ آب در زیر پی است. اغلب لایه های خاک نزدیک به سطوح زمین که رفتار مهندسی آن ها حائز اهمیت است در حالت غیراشباع قرار دارند، بنابراین درک رفتار دقیق خاک، مستلزم بهره گیری از قوانین پیچیده مکانیک خاک غیر اشباع است. در خاک متورم شونده، نفوذ آب باعث کاهش مکش بافتی و درنتیجه کاهش مقاومت برشی و نیز افزایش حجم خاک می شود. در این مقاله، بررسی عددی رفتار پی سطحی در دو مدل پی منفرد و نواری، تحت عوامل تغییردهنده مکش بافتی مانند ترکیدگی لوله و چاه جذبی، صورت گرفته است. با استفاده از نرم افزار ژئواستودیو SIGMA/W و آنالیز کوپل، تأثیر هم زمان تغییر در مکش بافتی و تغییر در تنش و کرنش مورد بررسی قرارگرفته است. هم چنین اثر تعداد طبقات ساختمان و تغییر در موقعیت ترکیدگی لوله و یا چاه جذبی بر روی نتایج بررسی شده است. تحلیل نتایج نشان می دهد که ترکیدگی لوله و چاه جذبی با گذشت زمان باعث افزایش فشار آب حفره ای در خاک شده و به دلیل ویژگی های خاک متورم شونده، هرچه شدت بار وارد بر خاک یا تعداد طبقات ساختمان کمتر باشد، مقادیر تورم خاک بیشتر خواهد بود. در مجموع رده آسیب به سازه برای پی منفرد بیشتر از پی نواری می باشد و در بسیاری موارد، ساختمان آسیب بسیار شدید را تجربه خواهد کرد و لذا استفاده از پی نواری با رعایت ضخامت مناسب برای ساختمان واقع بر خاک متورم شونده توصیه می شود.

محاسبه میزان انتشار آلودگی صوت از طریق مدل­سازی این امکان را فراهم می سازد تا در طراحی بزرگراه­ها و کاربری­های اطراف آن تاثیرات آلودگی صوتی کاهش داده شود. این پژوهش که در بزرگراه هاشمی رفسنجانی (میثاق) مشهد انجام شده، با اندازه­گیری میزان صوت، اطلاعات ترافیکی،   اطلاعات هواشناسی و کاربری های اطراف با استفاده از مدل مدیریت بزرگراه های فدرال آمریکا ((FHWA با نرم افزار TNM 2. 5 نحوه انتشار آلودگی صوت را مدل سازی کرده و نتایج به دست آمده را با اندازه گیری­های انجام شده از طریق آنالیز آماری مقایسه می نماید. نتایج برآورد شده از مدل FHWA بسیار نزدیک به مقادیر مشاهده شده (بیشترین مقدار db 85 و کمترین مقدار db 55) بود، لذا طبق نتایج این مدل برای پیش بینی آلودگی سروصدا در شهرهای ایران در حد منطقی از دقت قابل قبول برخوردار است و میانگین تفاضل مقادیر Leq محاسبه شده با مقادیر اندازه گیری 5/3± دسی بل می باشد. ضریب رگرسیون بین مقادیر اندازه گیری شده و مقادیر محاسبه شده توسط مدل 685/0 گزارش شد. کلیه مقادیر اندازه گیری در ایستگاه­ها بالاتر از حد استاندارد هوای آزاد برای مناطق مسکونی (55 db) بود. تاثیر نوع خودرو با آزمون پیرسون بررسی شد که بیشترین همبستگی بین موتورسیکلت­ها و آلودگی صوتی وجود داشت به طوی که با افزایش تعداد موتورسیکلت مقدار دو شاخص صوتی LAeq و LAFmn با ضرایب همبستگی 83% و 84% افزایش یافت. از طریق برنامه ریزی مناسب از قبیل مکان­یابی صحیح کاربری­ها، ایجاد فاصله با در نظر گرفتن کاربری هایی مانند فضای سبز خطی، مسیر پیاده رو و محل عبور دوچرخه، ایجاد موانع کاهنده امواج صوتی مانند خاکریز، و درخت می توان آثار آلودگی صوت را کاهش داد.