ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تحلیلی ظرفیت برشی پانچ دالهای تخت بتن مسلح با بازشو تقویتشده با صفحات فولادی و گلمیخ
استفاده از دالهای تخت بتن مسلح که بهطور مستقیم بر روی ستون قرار میگیرند، در سیستمهای سازهای بسیار رایج است. اتصال ستون- دال تخت، همواره در معرض ترکیب لنگر خمشی و تنش برشی قرار میگیرد که سوراخ شدگی (پانچ) و شکست برشی را به دنبال خواهد داشت. از آنجاکه در دالهای تخت، بار کف مستقیماً از دال به ستون منتقل میشود، تنشهای برشی قابلملاحظهای در دال بهوجود میآید و پدیده برش پانچ در محل اتصال دال به ستون رخ میدهد که در صورت وجود بازشو در دال، احتمال وقوع پدیده پانچ بیشتر میشود. این پژوهش، مطالعه عددی اثر تقویت دالهای تخت بتن مسلح دارای بازشو با صفحات فولادی خارجی و گلمیخ بر روی ظرفیت برشی پانچ آن میباشد. به این منظور، چند نمونه دال تخت بتن مسلح دارای بازشو تقویتشده با صفحات فولادی خارجی با ابعاد و ضخامت مختلف و همچنین قطر، طول، تعداد و آرایش متفاوت گلمیخها با استفاده از روش اجزای محدود تحلیل و نتایج حاصل از نمونههای مختلف با یکدیگر مقایسه گردید. ملاحظه میشود که تقویت دالهای مورد بررسی، باعث بهبود وضعیت سختی و افزایش ظرفیت برشی پانچ گردیده است. همچنین بررسیها نشان میدهد که میزان این بهبود وضعیت وابسته به ابعاد و ضخامت ورق و قطر، طول، تعداد و آرایش گلمیخها میباشد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که در صورت استفاده از مدلهای رفتاری مناسب در فرآیند شبیهسازی، روش اجزای محدود میتواند ابزار مناسبی جهت تحلیل و طراحی ایمن و بهینه دالهای بتن مسلح باشد. استفاده از دالهای تخت بتن مسلح که بهطور مستقیم بر روی ستون قرار میگیرند، در سیستمهای سازهای بسیار رایج است. اتصال ستون- دال تخت، همواره در معرض ترکیب لنگر خمشی و تنش برشی قرار میگیرد که سوراخ شدگی (پانچ) و شکست برشی را به دنبال خواهد داشت. از آنجاکه در دالهای تخت، بار کف مستقیماً از دال به ستون منتقل میشود، تنشهای برشی قابلملاحظهای در دال بهوجود میآید و پدیده برش پانچ در محل اتصال دال به ستون رخ میدهد که در صورت وجود بازشو در دال، احتمال وقوع پدیده پانچ بیشتر میشود. این پژوهش، مطالعه عددی اثر تقویت دالهای تخت بتن مسلح دارای بازشو با صفحات فولادی خارجی و گلمیخ بر روی ظرفیت برشی پانچ آن میباشد. به این منظور، چند نمونه دال تخت بتن مسلح دارای بازشو تقویتشده با صفحات فولادی خارجی با ابعاد و ضخامت مختلف و همچنین قطر، طول، تعداد و آرایش متفاوت گلمیخها با استفاده از روش اجزای محدود تحلیل و نتایج حاصل از نمونههای مختلف با یکدیگر مقایسه گردید. ملاحظه میشود که تقویت دالهای مورد بررسی، باعث بهبود وضعیت سختی و افزایش ظرفیت برشی پانچ گردیده است. همچنین بررسیها نشان میدهد که میزان این بهبود وضعیت وابسته به ابعاد و ضخامت ورق و قطر، طول، تعداد و آرایش گلمیخها میباشد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که در صورت استفاده از مدلهای رفتاری مناسب در فرآیند شبیهسازی، روش اجزای محدود میتواند ابزار مناسبی جهت تحلیل و طراحی ایمن و بهینه دالهای بتن مسلح باشد.
https://cer.qom.ac.ir/article_1437_97f196ffa1f7d5f655dad656648500bf.pdf
2019-08-23
1
20
10.22091/cer.2019.3982.1139
دال تخت
برش پانچ
صفحه فولادی
بازشو
گلمیخ
سید محمد
عبداللهی
sm.abdolahi71@gmail.com
1
باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران
AUTHOR
امیر
توانا املشی
amir.tavana.amlashi@gmail.com
2
باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران
AUTHOR
ملک محمد
رنجبر
ranjbar@guilan.ac.ir
3
دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران.
LEAD_AUTHOR
[1] Kadam, K. N., & Ingole, S. (2019). “Punching Shear Distribution of Flat Slab with Opening Adjacent to Column”, In Smart Technologies for Energy, Environment and Sustainable Development, 447-454.
1
[2] Viswanathan, T. S., Mohan Ganesh, G., & Santhi, A. S. (2012). “Shear stress distribution of flat-plate using Finite Element Analysis”, International Journal of Civil and Structural Engineering, 2(3), 914-923.
2
[3] Hegger, J., Ricker, M., Ulke, B., & Ziegler, M. (2007). “Investigations on the punching behaviour of reinforced concrete footings”, Engineering Structures, 29(9), 2233-2241.
3
[4] Muttoni, A. (2008). “Punching shear strength of reinforced concrete slabs without transverse reinforcement”, ACI structural Journal, 105, 440-450.
4
[5] Park, H. G., Choi, K. K., & Chung, L. (2011). “Strain-based strength model for direct punching shear of interior slab–column connections”, Engineering Structures, 33(3), 1062-1073.
5
[6] Hegger, J., Sherif, A. G., Kueres, D., & Siburg, C. (2017). “Efficiency of various punching shear reinforcement systems for flat slabs”, ACI Structural Journal, 114(3), 631.
6
[7] Koppitz, R., Kenel, A., & Keller, T. (2013). “Punching shear of RC flat slabs–Review of analytical models for new and strengthening of existing slabs”, Engineering Structures, 52, 123-130.
7
[8] Hoang, L. C., & Pop, A. (2015). “Punching shear capacity of reinforced concrete slabs with headed shear studs”, Magazine of Concrete Research.
8
[9] Marí, A., Cladera, A., Oller, E., & Bairán, J. M. (2018). “A punching shear mechanical model for reinforced concrete flat slabs with and without shear reinforcement. Engineering Structures, 166, 413-426.
9
[10] Ebead, U., & Marzouk, H. (2002). “Strengthening of two-way slabs using steel plates”, Structural Journal, 99(1), 23-31.
10
[11] Sim, J., & Oh, H. (2005). “Structural improvement of strengthened deck panels with externally bonded plates”, Cement and concrete research, 35(7), 1420-1429.
11
[12] Silva, J. A., Marques, M. G., Trautwein, L. M., Gomes, R. B., & Guimarães, G. N. (2017). “Punching of reinforced concrete flat slabs with holes and shear reinforcement”, REM-International Engineering Journal, 70(4), 407-413.
12
[13] Abdulrahman, B. Q., Wu, Z., & Cunningham, L. S. (2017). “Experimental and numerical investigation into strengthening flat slabs at corner columns with externally bonded CFRP”, Construction and Building Materials, 139, 132-147.
13
[14] Santos, G. S., Melo, G. S., & Barros, J. A. (2019). “Punching CFRP-based strengthening solutions for reinforced concrete flat slabs”, Composite Structures, 111077.
14
[15] Navarro, M., Ivorra, S., & Varona, F. B. (2018). “Parametric computational analysis for punching shear in RC slabs”, Engineering Structures, 165, 254-263.
15
[16] Ricker, M., Häusler, F., & Randl, N. (2017). “Punching strength of flat plates reinforced with UHPC and double-headed studs”, Engineering Structures, 136, 345-354.
16
[17] Borges, L. L., Melo, G. S., Gomes, R. B., & Regan, P. E. (2013). “Punching shear of reinforced concrete flat plates with openings”, ACI Structural Journal, 110(4), 547-556.
17
[18] Teixeira, M. D., Barros, J. A., Cunha, V. M., Moraes-Neto, B. N., & Ventura-Gouveia, A. (2015). “Numerical simulation of the punching shear behaviour of self-compacting fibre reinforced flat slabs”, Construction and Building Materials, 74, 25-36.
18
[19] Safiee, N. A., & Ashour, A. (2017). “Prediction of punching shear capacity of RC flat slabs using artificial neural network”, Asian Journal of Civil Engineering (BHRC), 18(2), 285-309.
19
[20] Marí, A., Cladera, A., Oller, E., & Bairán, J. M. (2018). “A punching shear mechanical model for reinforced concrete flat slabs with and without shear reinforcement”, Engineering Structures, 166, 413-426.
20
[21] Anil, Ö., Kina, T., & Salmani, V. (2014). “Effect of opening size and location on punching shear behaviour of two-way RC slabs”, Magazine of Concrete Research, 66(18), 955-966.
21
[22] Oliveira, D. C., Gomes, R. B., & Melo, G. S. (2014). “Punching shear in reinforced concrete flat slabs with hole adjacent to the column and moment transfer”, Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, 7(3), 414-467.
22
[23] Ha, T., Lee, M. H., Park, J., & Kim, D. J. (2015). “Effects of openings on the punching shear strength of RC flat‐plate slabs without shear reinforcement”, The Structural Design of Tall and Special Buildings, 24(15), 895-911.
23
[24] Oukaili, N. K., & Salman, T. S. (2014). “Punching shear strength of reinforced concrete flat plates with openings”, Journal of Engineering, 20(1), 1-20.
24
[25] Voyiadjis, G. Z., & Taqieddin, Z. N. (2009). “Elastic plastic and damage model for concrete materials: Part I-theoretical formulation”, The International Journal of Structural Changes in Solids, 1(1), 31-59.
25
[26] Khoshnood, H. R. (2012). Abaqus for reinforced concrete structures. Faculty of Civil Engineering.
26
[27] Elbakry, H. M., & Allam, S. M. (2015). “Punching strengthening of two-way slabs using external steel plates”, Alexandria Engineering Journal, 54(4), 1207-1218.
27
[28] Tahouni, Sh. (2005). Design of reinforced concrete buildings. University of Tehran
28
[29] Eom, T. S., & Park, H. G. (2010). “Evaluation of energy dissipation of slender reinforced concrete members and its applications”, Engineering Structures, 32(9), 2884-2893.
29
[30] Myers, R. H., Montgomery, D. C., & Anderson-Cook, C. M. (2016). Response surface methodology: process and product optimization using designed experiments. John Wiley & Sons.
30
ORIGINAL_ARTICLE
مدلسازی دیوارهای برشی کوتاه در دو مقیاس کوچک و بزرگ برای شبیهسازی رفتار چرخهای آنها
دیوارهای برشی بتنی مسلح کوتاه با نسبت ارتفاع به طول کوچکتر از 2، در ساختمانهای کوتاه یا در طبقات پایین ساختمانهای بلند یا در نیروگاههای هستهای رایجاند. دیوارها با این تناسب هندسی، تغییرشکل برشی زیادی در مقایسه با تغییرشکل خمشی دارند. لذا در طراحی این دیوارها معمولاً مقاومت برشی حاکم خواهد بود. بههمین ترتیب، پیشبینی پاسخ لرزهای و به دنبال آن، دستیابی به طراحی این سازه نیاز به یک مدلسازی صحیح، کارا و جامع دارد که بتواند رفتار مشابه با واقعیت را از خود نشان دهد. در این تحقیق، پارامترهای تأثیرگذار در مدلسازی دیوارهای برشی کوتاه تحت بارهای جانبی در دو مقیاس کوچک و بزرگ براساس نتایج آزمایشات، راستیآزمایی و معرفی شده است. ابتدا مدلسازی با استفاده از یک نرمافزار اجزای محدود غیرخطی در مقیاس کوچک (نرمافزار Vector2) و سپس مدلسازی با نرمافزار کاربردی دیگری با توانمندی مدلسازی با مقیاس بزرگ (اپنسیس) صورت گرفته است. در نهایت، نتایج حاصل از این دو نرمافزار با نتایج آزمایشگاهی راستیآزمایی شده است. نتایج حاصل از بررسیهای این مقاله نشان میدهد که نرمافزار اجزای محدود غیرخطی Vector2 دارای دقت بالایی در مدلسازی پاسخ دیوارهای برشی کوتاه میباشد؛ ولی در صورتیکه نیاز به مدلسازی دیوار برشی کوتاه در مقیاس بزرگ و در کنار یک سازه سهبعدی باشد، به شرط نسبت هندسی مناسب ارتفاع به طول دیوار، توصیه به استفاده از نرمافزار اپنسیس میشود.
https://cer.qom.ac.ir/article_1436_06e0ecbc2425e47fd2d9542d69df8c01.pdf
2019-08-23
21
33
10.22091/cer.2019.3946.1138
دیوارهای برشی کوتاه
مدلسازی با مقیاس کوچک
مدلسازی با مقیاس بزرگ
اجزای محدود غیرخطی
پریسا
سرتاجی
p_sartaji@yahoo.com
1
استادیار، گروه عمران، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران.
LEAD_AUTHOR
عبدالرضا
سروقدمقدم
moghadam@iiees.as.ir
2
دانشیار، پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی و مهندسی زلزله.
AUTHOR
[1] Greifenhagen, C. (2006), “Seismic behaviour of lightly reinforced concrete squat shear walls”, Doctoral dissertation, Technische Universitat Dresden, Dresden.
1
[2] Kuang J. S., Ho,Y. B. (2008), “Seismic behavior and ductility of squat reinforced concrete shear walls with nonseismic detailing”, ACI Structural Journal, 105(2), 225-231.
2
[3] Dabbagh, H. and Foster, S. J. (2009), “Behavior of High-strength concrete squat shear walls subjected to reversed cyclic loading-an experimental study”, 8th International congress on civil engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran, May 11-13.
3
[4] Choi, C.S. (2006), “Improvement of earthquake-resistant performance of squat shear walls under reversed cyclic loads”, Key engineering materials, 324-325,535-538.
4
[5] Galal K. and EL-Sokkary H. (2008), “Advancement in modeling of RC shear walls”. The 14th World Conference on earthquake engineering, Beijing, China, October 12-17.
5
[6] Gulec, C.K., Whittaker, A.S. (2009), “Performance-Based Assessment and Design of squat reinforced concrete shear walls”, Technical Report MCEER-09-0010.
6
[7] Xiaolei,H., Xuewei,C., Cheang,J., Guiniu,M., & Peifeng W. ( 2008), “Numerical analysis of cyclic loading test of shear walls based on OpenSEES”, The 14th World Conference on earthquake engineering, Beijing, China.
7
[8] Mohamadi Darani, F., Sarvghad Moghadam, A. (2013), “Finite Element Analysis of Squat Concrete Shear Walls with Rectangular Section under Static Monotonic Loading”, Modares Civil Engineering journal, 13(3),113-123.
8
[9] Ghanizadeh, M., Sarvghad Moghadam, A., Farzam, M. (2016), “Effect of the reinforcement patterns on the seismic performance of the short shear walls”, Journal of Modeling in Engineering, 14(45), 79-92.
9
[10] Ghanizadeh, M., Sarvghad Moghadam, A., Farzam, M. (2017), “Effect of the axial force and material strength on the seismic behavior of the short shear walls”, Journal of Modeling in Engineering, 15(48), 125-137.
10
[11] Moghadam, H., Baradaran shoraka, M. (2006), “Seismic analysis of squat shear walls with openings“, 7th International Congress on Civil Engineering, Tarbiat Modares University,Tehran, Iran.
11
[12] Motamedi, B., Behnamfar, B. (2011), “Investigation of 3D Modeling Methods of RC Shear Walls “, 3rd National Conference of Concrete, Tehran, Iran.
12
[13] Tehranizadeh, M., Azizzadeh, Sh. (2009), “Comparison of Some Different Modeling Methods of Concrete Shear Wall Structures for Nonlinear Static and Dynamic Analysis“, 8th International Congress on Civil Engineering, Shiraz, Iran.
13
[14] Saghaeian, A. , Nateghi Elahi, F. (2011), “Comparison of different modeling methods in predicting nonlinear behavior of shear walls”, Research Bulletin of Seismology and Earthquake Engineering, 14(3), 11-26.
14
[15] Vecchio, F. J., Wong, P. S. (2002). “Vector2 & Frameworks user's manual”, http://www.civ.utoronto.ca/vector/software.html
15
[16] Mazzoni, S. (2006). “Opensees Command Language Manual”, http://Opensees.Berkeley.edu.
16
[17] Taucer F.F., Spacone E. ,Filippou F.C. (1991), “A Fiber Beam-Column Element for Seismic Response Analysis of Reinforced Concrete Structures”, Earthquake Engineering Research Center, College of Engineering, University of California, Berkeley, Report UCB/EERC-91/17.
17
[18] Orakcal, K., Massone, L.M., Wallace, J.W.(2006), “Analytical Modeling of Reinforced Concrete Walls for Predicting Flexural and Coupled–Shear-Flexural Responses”, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Los Angeles, Report PEER 2006/07.
18
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر ارتفاع سازه در دقت روشهای تحلیل استاتیکی غیرخطی در سازههای فولادی همراه با جداسازهای لاستیکی با هسته سربی
در این تحقیق، بررسی مقایسهای بین روشهای استاتیکی غیرخطی با روش تاریخچه زمانی برای سازههای مهاربندی شده از نوع شورون (بههمراه جداساز لرزهای لاستیکی با هسته سربی در تراز پایه) انجام شده است. با توجه به تأثیر ارتفاع در پاسخهای لرزهای سازه جداسازی شده در این مقاله، 3 سازه ساختمانی جداسازی شده با جداساز لاستیکی با هسته سربی در 3 تراز ارتفاعی مختلف 4، 7 و 10 طبقه، در منطقهای با خطر لرزهخیزی خیلی زیاد با فرض نوع خاک C بهصورت سهبعدی مدلسازی شده است. روشهای تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون، با تغییرمکان هدف آییننامه ASCE41-13 و با الگوهایی بار جانبی مود اول سازه، یکنواخت، مثلثی، دینامیکی طیفی و PSC بههمراه تحلیل تاریخچه زمانی برای رکورد زلزلههای حوزه دوره انتخابی، بر روی مدلهای مورد نظر اعمال گردیده است. نتایج نشان میدهد که برآورد جابهجایی حداکثر این جداساز و برش پایه در روشهای بار افزون ASCE41-13، دارای دقت بالایی در سازههای با تراز ارتفاعی مختلف بودهاند. در برآورد جابهجایی حداکثر طبقات، روشهای مود اول، یکنواخت، دینامیکی طیفی، PSC دارای دقت کافی در تمام ترازهای ارتفاعی مورد بحث بوده و با افزایش ارتفاع سازه، دقت الگوی بار مثلثی کاهش پیدا کرده است و در مقایسه با آن، روش PSC دارای دقت بالایی میباشد.
https://cer.qom.ac.ir/article_1445_6c389e2b0d8d67c972e5bfd49045e0eb.pdf
2019-08-23
35
49
10.22091/cer.2019.4899.1180
سازه جداسازی شده
جداساز لاستیکی با هسته سربی (LRB)
روشهای تحلیل غیرخطی
تاثیر ارتفاع در دقت تحلیل استاتیکی غیر خطی بار افزون
پدرام
حسینی
p.hosseini@mahallat.ac.ir
1
استادیار، دانشکده مهندسی،مرکز آموزش عالی محلات، محلات، ایران
LEAD_AUTHOR
محمود
حسینی
hosseini@iiees.ac.ir
2
پژوهشکده زلزله شناسی و مهندسی زلزله تهران
AUTHOR
سید محمد
عمرانیزاده
mohammad.omrani68@gmail.com
3
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، ایران
AUTHOR
[1] Tanwer, M. T., Kazi, T. A., & Desai, M. (2019). “A Study on Different Types of Base Isolation System over Fixed Based”, In Information and Communication Technology for Intelligent Systems, 725-734.
1
[2] Cancellara, D., & De Angelis, F. (2016). “A base isolation system for structures subject to extreme seismic events characterized by anomalous values of intensity and frequency”, Composite Structures, 157, 285-302
2
[3] Tepes, O. F., & Ene, M. (2015). “Non-Linear Structural Analysis of Structures that Include Load-Bearing Walls Based on Performance Criteria”, Buletinul Institutului Politehnic din lasi. Sectia Constructii, Arhitectura, 61(2), 85.
3
[4] Providakis, C. (2008). “Effect of LRB isolators and supplemental viscous dampers on seismic isolated buildings under near-fault excitations”, Engineering Structures, 30(5), 1187-1198.
4
[5] Fajfar, P. (2000). “A nonlinear analysis method for performance-based seismic design”, Earthquake spectra, 16(3), 573-592.
5
[6] Providakis, C. (2008). “Pushover analysis of base-isolated steel–concrete composite structures under near-fault excitations”, Soil dynamics and earthquake Engineering, 28(4), 293-304.
6
[7] Wenbin, Q. J. L. (2000). “Static Pushover Analysis-an Analytical Tool for Performance/Displacement-Based Seismic Design”, Building Structure, 6.
7
[8] Kilar, V., Petrovcic, S., Koren, D., & Silih, S. (2011). “Seismic analysis of an asymmetric fixed base and base-isolated high-rack steel structure”, Engineering Structures, 33(12), 3471-3482.
8
[9] Bhandari, M., et al.(2018). “Assessment of proposed lateral load patterns in pushover analysis for base-isolated frames”, Engineering Structures. 175, 531-548.
9
[10] Ferraioli, M., & Mandara, A. (2017). “Base isolation for seismic retrofitting of a multiple building structure: design, construction, and assessment”, Mathematical Problems in Engineering.
10
[11] Sharbatdar, M. K., Vaez, S. H., Amiri, G. G., & Naderpour, H. (2011). “Seismic response of base-isolated structures with LRB and FPS under near fault ground motions”, Procedia Engineering.14, 3245-3251.
11
[12] Naeim, F., & Kelly, J. M. (1999). “Design of seismic isolated structures: from theory to practice” John Wiley & Sons.
12
[13] Bozorgnia, Y., & Bertero, V. V. (2004). “Earthquake engineering: from engineering seismology to performance-based engineering”, CRC press.
13
[14] FEMA-356 (2000). Pre-Standard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Washington, DC.Federal Emergency Management Agency.
14
[15] FEMA-273/274 (1997). Guidelines and commentary for the seismic rehabilitation of buildings, Washington, DC.Federal Emergency Management Agency.
15
[16] Kilar, V., & Koren, D. (2010). “Simplified inelastic seismic analysis of base?isolated structures using the N2 method. ” Earthquake engineering & structural dynamics, 39(9), 967-989.
16
[17] American Society of Civil Engineers (2010). Seismic Design Requirements for Seismically Isolated Structures; Section 17 in ASCE 7-10; Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures ASC Reston, VA.
17
[18] American Society of Civil Engineers (2014). Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings, VA.
18
[19] FEMA-P695 (2009). Quantification of Building Seismic Performance Factors, Washington, DC.Federal Emergency Management Agency.
19
ORIGINAL_ARTICLE
منحنی شکنندگی مخازن ذخیرهسازی فولادی اتمسفریک متکی بر شمع
مخازن ذخیره سیال بهویژه مخازن روزمینی، ازجمله سازههای مهم و حیاتی در زیرساختهای انرژی بهشمار میآیند. این مخازن بیشتر برای ذخیره فرآوردههای سیالات نفتی و ذخیره آب آتشنشانی استفاده میشود و لذا بهرهبرداری از مخازن پس از وقوع زمینلرزه دارای اهمیت بسزایی است. منحنی شکنندگی یا آسیبپذیری یکی از ابزارهای مؤثر جهت تخمین خسارتهای وارده ناشی از رخداد زلزله است. در این تحقیق، هدف تهیه منحنی شکنندگی لرزهای مخازن روزمینی متکی بر شمع میباشد. این منحنی شکنندگی بدون در نظر گرفتن آسیبدیدگیهای بدنه مخزن و تنها با تمرکز بر رفتار سازهای فونداسیون بهدستآمده است. این تیپ مخازن عمدتا در زمینهای با ظرفیت باربری پایین ساخته میشوند. در این تحقیق، دو تیپ مخزن که مطابق با API650-13 در یک پروژه عملی طراحی شده است، بهعنوان مطالعه موردی تحت بررسی قرار گرفته است. به همین منظور، نخست با استفاده از روش تحلیل غیرخطی استاتیکی، منحنی ظرفیت سازهای مخازن استخراج شده است. سپس عملکرد لرزهای سازهای این مخازن برای 12 طیف از رکوردهای مختلف در شتابهای متفاوت بهدستآمده است. در ادامه با در نظر گرفتن شاخصهای خرابی سازه و انتخاب توزیع آماری مناسب برای معیارهای خرابی انتخاب شده، احتمال خرابی در سطوح مختلف محاسبه و منحنی شکنندگی سازهای برای مخازن موردنظر بهدستآمد. نتایج بهدست آمده با منحنی شکنندگی مخازن که با در نظر گرفتن آسیبدیدگیهای اجزای مکانیکی تهیه شده است، مقایسه گردیده است. این مقایسه نشان میدهد خرابیهای اجزای مکانیکی زودتر از خرابیهای سازهای حادث میشود و رفتار لرزهای مخازن عمدتا با این خرابیها کنترل میگردد.
https://cer.qom.ac.ir/article_1435_a3c30660ce5202a2d1f272575d21f2f8.pdf
2019-08-23
51
60
10.22091/cer.2019.3804.1136
مخازن فولادی اتمسفریک
منحنی شکنندگی
شمع
خرابی
مهدی
شریفی
m.sharifi@qom.ac.ir
1
استادیار، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه قم.
LEAD_AUTHOR
ابولقاسم
معزی
moezi@qom.ac.ir
2
مربی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه قم.
AUTHOR
نسیم
ثباتی
sobati.nasim@yahoo.com
3
دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه قم.
AUTHOR
[1] Kennedy, R. P., Cornell, C. A., Campbell, R. D., Kaplan, S., & Perla, H. F. (1980). “Probabilistic seismic safety study of an existing nuclear power plant”, Nuclear Engineering and Design, 59(2), 315-338.
1
[2] Faghihmaleki, H., Abdollahzadeh, G., & Jamnani, H. H. (2014). “Effect of Structure Height in Seismic Fragility Curve”, Journal of Applied Mathematics in Engineering, Management and Technology, 2(6), 498-503.
2
[3] Goudarzi. (2013). “Evaluation Of Seismic Performance, Dynamic In-Stability And Preparing IDA And Fragility Curve Of Concrete Regular Moment Frame Considering Beam and Column Strength Variation”, Ms.C Thesis.
3
[4] Derakhshandeh, H. (2014), “Fragility Curve of Elevated Concrete Storage”, International on Civil Engineer Conferences, No. ICCE10-0863
4
[5] Paolacci, F., Phan, H. N., Corritore, D., Alessandri, S., Bursi, O. S., & Reza, M. S. (2015). “Seismic fragility analysis of steel storage tanks”, In Proceedings of the 5th ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, 2054-2065.
5
[6] Housner, G. W. (1957). “Dynamic pressures on accelerated fluid containers”, Bulletin of the seismological society of America, 47(1), 15-35.
6
[7] Chiou, J. S., Chiang, C. H., Yang, H. H., & Hsu, S. Y. (2011). “Developing fragility curves for a pile-supported wharf”, Soil dynamics and earthquake engineering, 31(5-6), 830-840.
7
[8] International Navigation Association (PIANC). Seismic design guidelines for port structures. A.A.Balkema Publish, 2001.
8
[9] Luo, X., Murono, Y., & Nishimura, A. (2002). “Verifying adequacy of the seismic deformation method by using real examples of earthquake damage”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 22(1), 17-28.
9
[10] Fajfar, P. (1999). “Capacity spectrum method based on inelastic demand spectra”, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 28(9), 979-993.
10
[11] Chopra, A. K., & Goel, R. K. (2000). “Evaluation of NSP to estimate seismic deformation: SDF systems”, Journal of Structural Engineering, 126(4), 482-490.
11
[12] Council, A. T. (1996). “Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings”, Report No. SSC 96-01: ATC-40, 1.
12
[13] API Recommended Practice 2A-WSD. (2002). “Planning, Designing, and Constructing Fixed Offshore Platforms—Working Stress Design”, American Petroleum Standard.
13
[14] Haldar, A., & Mahadevan, S. (2000). Reliability assessment using stochastic finite element analysis. John Wiley & Sons.
14
[15] Hwang, H. H., & Jaw, J. W. (1990). “Probabilistic damage analysis of structures”, Journal of Structural Engineering, 116(7), 1992-2007.
15
[16] HAZUS99, F. E. M. A. (1999). Earthquake Loss Estimation Methodology: User's Manual. Federal Emergency Management Agency, Washington, DC.
16
[17] Yeh, C. H. (2003). “Taiwan earthquake estimation system—TELES”, National Center for Research on Earthquake Engineering, Taipei, Taiwan (in Chinese).
17
[18] Cimellaro, G. P., & Reinhorn, A. M. (2010). “Multidimensional performance limit state for hazard fragility functions”, Journal of engineering mechanics, 137(1), 47-60.
18
[19] Salzano, E., Iervolino, I., & Fabbrocino, G. (2003). “Seismic risk of atmospheric storage tanks in the framework of quantitative risk analysis”, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 16(5), 403-409.
19
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثرات سازه زیر زمینی بر جابجایی های سطح زمین تحت بارگذاری یکنواخت و غیر یکنواخت
مطالعات محققین اثبات میکند که رکوردهای مربوط به یک زلزله که در نقاط مختلف زمین ثبت میشوند، بهدلیل عواملی چون محدود بودن سرعت انتشار امواج زلزله، تفرق امواج از نظر دامنه و فاز، تفاوتهایی دارند. این امر، لزوم کاربرد مفهوم تغییرات مکانی حرکت زمین در زمان زلزله را برای بهکارگیری در آنالیزهای دینامیکی سازهها نشان میدهد. در پژوهش حاضر، با استفاده از نرمافزار تفاضل محدود FLAC مدل ایستگاه مترو دایکای تهیه و در دو وضعیت بارگذاری لرزهای یکنواخت و غیریکنواخت مورد بررسی قرار گرفت. پدیده بزرگنمایی ناشی از تفرق امواج لرزهای با حضور سازه مترو و بدون آن، شتابهای حداکثر روی سطح زمین و بین لایههای تشکیل دهنده اطراف ایستگاه، تغییرمکان نسبی سازه و همچنین طیف ارتباط بین زوج نقاط در دو وضعیت بارگذاری ارزیابی شد. نتایج این پژوهش نشان میدهد که بیشترین مقدار بزرگنمایی به مقدار 75/1 در نقطه نزدیک سازه و در وضعیت بارگذاری غیریکنواخت اتفاق افتاده است. همچنین برای افزایش دقت در تخمین شتابهای سطح زمین، علاوهبر وجود سازه، وضعیت بارگذاری غیریکنواخت نیز باید در نظر گرفته شود.
https://cer.qom.ac.ir/article_1448_71c973abfc64c9bd357e58ccf59538aa.pdf
2019-08-23
61
75
10.22091/cer.2019.4760.1167
تحریک یکنواخت
بزرگنمایی
سازه زیر زمینی
تفاضل محدود
تحریک غیر یکنواخت
محسن
ایثاری
isari.mohsen@tabrizu.ac.ir
1
دکتری مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، ایران.
AUTHOR
رضا
تاری نژاد
r_tarinejad@tabrizu.ac.ir
2
دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، ایران.
LEAD_AUTHOR
سید کاظم
رضوی
skrazavi2010@gmail.com
3
دانشجوی دکتری عمران، دانشگاه تبریز، ایران.
AUTHOR
[1] TaghaviGhalesari, A., Isari, M., Tarinejad, R., & Sohrabi-Bidar, A. (2019). “A procedure to predict the precise seismic response of arch dams in time domain using boundary element formulation”, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 11(4), 790-803.
1
[2] Tarinejad, R., Isari, M., & Ghalesari, A. T. (2019). “A new boundary element solution to evaluate the geometric effects of the canyon site on the displacement response spectrum”, Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 18(2), 267-284.
2
[3] Tarinejad, R., Isari, M., & Sohrabi-Bidar, A. (2019). “A New Solution to Estimate the Time Delay on the Topographic Site Using Time Domain 3D Boundary Element Method”, Earthquake Engineering and Engineering Vibration, in Press.
3
[4] Sohrabi-Bidar, A. (2008). Seismic behavior assessment of surface topographies using time-domain 3D boundary elements method (Doctoral dissertation, Ph. D. Thesis, International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Tehran, Iran).
4
[5] Sohrabi-Bidar, A., Isari, M., & Tarinejad, R. (In press-2017). “Evaluation Topography Effect on the Pacoima Dam Site Using Boundary Element Method”, Bulletin of Earthquake Science and Engineering.
5
[6] Dowding, C. H., & Rozan, A. (1978). “Damage to rock tunnels from earthquake shaking”, ASCE J Geotech Eng Div, 104(2), 175-191.
6
[7] Jing-Ming, W., & Litehiser, J. J. (1985). “The distribution of earthquake damage to underground facilities during the 1976 Tang-Shan earthquake”, Earthquake Spectra, 1(4), 741-757.
7
[8] Sharma, S., & Judd, W. R. (1991). “Underground opening damage from earthquakes”, Engineering geology, 30(3-4), 263-276.
8
[9] Baziar, M. H., Moghadam, M. R., Kim, D. S., & Choo, Y. W. (2014). “Effect of underground tunnel on the ground surface acceleration”, Tunnelling and Underground Space Technology, 44, 10-22.
9
[10] Baziar, M.H., Ghalandarzadeh, A., & Moghadam, M.R. (2015). “Tehran subway tunnel effect on the seismic response of the ground surface with linear soil behavior: an experimental and numerical study”, Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 3, 15-36.
10
[11] Alielahi, H., Kamalian, M., Asgari Marnani, J., Jafari, M. K., & Panji, M. (2013). “Applying a time-domain boundary element method for study of seismic ground response in the vicinity of embedded cylindrical cavity”, International Journal of Civil Engineering, 11(1), 45-54.
11
[12] Alielahi, H., Kamalian, M., & Adampira, M. (2015). “Seismic ground amplification by unlined tunnels subjected to vertically propagating SV and P waves using BEM”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 71, 63-79.
12
[13] Alielahi, H., & Ramezani, M.S. (2016). “Seismic Site amplification pattern caused by underground box-shaped structures”, Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 3, 55-71 (in persian).
13
[14] Alielahi, H., & Adampira, M. (2016). “Seismic effects of two-dimensional subsurface cavity on the ground motion by BEM: amplification patterns and engineering applications”, International Journal of Civil Engineering, 14, 233-251.
14
[15] Panji, M., Kamalian, M., Marnani, J.A., & Jafari, M.K. (2013). “Transient analysis of wave propagation problems by half-plane BEM”, Geophysical Journal International, 194, 1849-1865.
15
[16] Panji, M., Kamalian, M., Asgari Marnani, J., & Jafari, M.K. (2014). “Antiplane seismic response from semi-sine shaped valley above embedded truncated circular cavity: a time-domain half-plane BEM”, International Journal of Civil Engineering, Transaction B: Geotechnical Engineering, 12, 193-206.
16
[17] Jiang, L., Chen, J., & Li, J. (2010). “Seismic response of underground utility tunnels: shaking table testing and FEM analysis”, Earthquake engineering and engineering vibration, 9(4), 555-567.
17
[18] Xu, Z., Du, X., Xu, C., Hao, H., & Bi, K. (2019). “Numerical research on seismic response characteristics of shallow buried rectangular underground structure”, Soil Dyn Earthq Eng, 116, 242–252.
18
[19] Xu, Z., Du, X., Xu, C., Jiang, J., & Han, R. (2019). “Simplified equivalent static methods for seismic analysis of shallow buried rectangular underground structures”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 121, 1-11.
19
[20] Bi, K., & Hao, H. (2012). “Modelling and simulation of spatially varying earthquake ground motions at sites with varying conditions”, Probabilistic engineering mechanics, 29, 92-104.
20
[21] Tarinejad, R., & Damadipour, M. (2014). “Modal identification of structures by a novel approach based on FDD-wavelet method”, Journal of Sound and Vibration, 333(3), 1024-1045.
21
[22] Sun, Q., Dias, D., Guo, X., & Li, P. (2019). “Numerical study on the effect of a subway station on the surface ground motion”, Computers and Geotechnics, 111, 243-254.
22
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل و بررسی پتانسیل زمین لغزش به کمک مدلسازی عددی (مطالعه موردی: محور قائن - افین در استان خراسان جنوبی)
زمینلغزش یکی از مخربترین حوادث طبیعی در زمینهای شیبدار بوده که هرساله منجر به خسارتهای جانی و مالی فراوانی میشود. دامنههای شیبدار که در زمینهای سست چه بهصورت طبیعی یا مصنوعی ایجاد شدهاند، مستعد پدیده زمینلغزش هستند. در زمستان 1390 در حین فعالیتهای راهسازی برای توسعه و احداث جاده جدید قائن- افین در استان خراسان جنوبی و در مجاورت روستای روشک، رانش ناگهانی زمین منجر به تخریب پل سنگی جدیدالاحداثی در مسیر جاده گردید. در این مقاله، به بررسی این زمینلغزش و علت وقوع آن پرداخته شده است. برای این منظور، از تصاویر ماهوارهای، و تجربیات بهدست آمده در بازدیدهای محلی استفاده شد و تحلیل پایداری دامنه و بررسی نوع زمینلغزش با بهرهگیری از روشهای تعادل حدی ساده شده بیشاپ و روش عددی المانمحدود انجام گردید. با توجه به نتایج، عدم توجه به حرکات اولیه دامنه و ادامه کارهای ساختمانی در محدوده توده لغزشی از عوامل اصلی وقوع این زمینلغزش بوده و بارندگی نقش چندانی در بروز این پدیده نداشته است. ضریب ایمنی دامنه قبل از انجام خاکریزی جدید حدود 7/1 بهدست آمد که پس از خاکریزی به ضخامت 4 متر به 90/0 کاهش یافته است.
https://cer.qom.ac.ir/article_1444_a5a1f17299ce620b5601f89434e86b68.pdf
2019-08-23
77
88
10.22091/cer.2019.4620.1160
زمینلغزش
روش تعادل حدی
روش المان محدود
روستای روشک
خراسان جنوبی
حسین
نوفرستی
hnoferesty@birjand.ac.ir
1
گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند
AUTHOR
علی
ویسکرمی
veiskaramiali@yahoo.com
2
گروه مهندسی معدن، دانشگاه بیرجند
AUTHOR
محمدجواد
رحیم دل
rahimdel@birjand.ac.ir
3
گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند
LEAD_AUTHOR
[1] Hencher, S. (2013). “Practical engineering geology”.
1
[2] Hungr, O., Leroueil, S., & Picarelli, L. (2014). “The Varnes classification of landslide types, an update”. Landslides, 11(2), 167-194.
2
[3] Cruden, D. (2017). Landslide risk assessment. Routledge.
3
[4] Yin, Y., Huang, B., Wang, W., Wei, Y., Ma, X., Ma, F., & Zhao, C. (2016). “Reservoir-induced landslides and risk control in Three Gorges Project on Yangtze River, China”. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8(5), 577-595.
4
[5] Parsaei, L., Salarian, F., & Sheraeni, M. (2009). “Landslides of Golestan Province”. 5th National conference on Watershed Management Sciences and Engineering of Iran, Gorgan, Iran.
5
[6] Baharvand, S., Pourkermani, M., Arian, M., Ajalloian, R., & Nouryazdan, A.R. (2009). “Seymareh Land-slide and its role in environmental and geomorphologic changes of the Pole-Dokhtar area”, Quarterly Iranian Journal of Geology, 4(4), 13-24.
6
[7] Zandi, R., Amirahmadi, A., & Mohamadnia, M. (2018). “Use of entropy model to assess the risk of landslide in the proposed road route of Torqabeh-Dorood (Mashhad-Neyshabur)”. Geography and Human Relation-ships, 1(2), 37-58
7
[8] Ghanbari, A., Karami, F., & Saleki, M.A. (2017). “An evaluation of feasibility of potential landslide in City of Tabriz”. Journal of Spatial Analysis Environmental Hazards, 4(1), 1-16.
8
[9] Shamsipour, A., & Shekhi, M. (2010). “Zoning of Sensitive Area and Environment Vulnerable in West of Fars Province using Fazzy and AHP Claassification”, Physical Geography Research Quarterly, 42(73), 53-67.
9
[10] Baharvand, S., Soori, S., & Rahnama Rad, J. (2017). “Environmental hazards zonation landslide, earth-quake, flood and erosion using AHP Fuzzy method (Case study: Vark Basin)”. RS & GIS for Natural Re-sources, 8(3), 89-103.
10
[11] Farajzadeh, M., Servati, M.R., & Taheri, V. (2011). “Analysis of the Geomorphological hazards in Golestan Province”, Journal of Physical Geography, 4(11), 45-62.
11
[12] Pasha, A.H., Sorbi, A., Behzadi, S. (2018). “Landslide risk assessment in Qazvin-Rasht quadrangle zone (North of Iran)”. Scientific Quarterly Journal, GEOSCIENCE, 27(106), 89-98.
12
[13] Cheng, Y. M., & Lau, C. K. (2014). Slope stability analysis and stabilization: new methods and insight. CRC Press.
13
[14] Matthews, C., Farook, Z., & Helm, P. (2014). “Slope stability analysis–limit equilibrium or the finite ele-ment method”. Ground Engineering, 48(5), 22-28.
14
[15] Rickard, O. C., & Sitar, N. (2012). bSLOPE: “A Limit Equilibrium Slope Stability Analysis Code for iOS”. Geotechnical Engineering Report no. UCB/GT/12-01. Geotechnical Engineering Department of Civil and En-vironmental Engineering, University of Califomia-Berkeley, CA, 94720.
15
[16] Duncan C. W., (2017). Rock Slope Engineering: Civil Applications. 5th ed. CRC Press.
16
[17] Chowdhury, R., Flentje, P., & Bhattacharya, G. (2010). Geotechnical slope analysis. CRC Press.
17
[18] Scheldt, T. (2003). “Comparison of continuous and discontinuous modelling for computational rock me-chanics”, Doctoral Thesis, Norwegian University of Science and Technology.
18
[19] Hutton, D. V., (2017). Fundamentals of finite element analysis. 4th ed. New York: McGraw-hill.
19
[20] Rocscience Inc. (2019). “RS2 online help, Shear strength reduction (SSR) analysis”, https://www.rocscience.com/help/rs2/#t=tutorials%2F03_Shear_Strength_Reduction_Analysis.htm.
20
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل عددی حفر تونلهای بزرگمقطع و ارزیابی اثرات زیستمحیطی ناشی از افت سطح آب زیرزمینی (مطالعه موردی: تونل راهآهن کوهین محور قزوین- رشت)
امروزه یکی از چالشهای مدیریت ایمنی فضاهای زیرزمینی در حال ساخت، جریان یافتن آب به داخل این تونل است. این موضوع یکی از مهمترین مسائلی محسوب میشود که آثار مخربی بر روند عملیات حفر تونل و فعالیتهای جنبی بعد از آن (نصب سامانه نگهداری) دارد؛ بنابراین محاسبه میزان نرخ نفوذ آب به داخل تونل بهمنظور پیشبینی تمهیدات ایمنی، قبل از شروع عملیات تونلزنی اهمیت بسزایی دارد. علاوهبر اثرات نامطلوب زیستمحیطی ناشی از افت سطح آب زیرزمینی، رخ دادن پدیده نشست در سطح بالای تونل و سطح ایستابی و تغییر روند جریان آب زیرزمینی در منطقه، از جمله مواردی است که در صورت عدم توجه به آنها، حوادث و سوانح غیرقابل جبرانی اتفاق میافتد. بنابراین باید تمهیدات لازم برای کاهش وقوع این حوادث در نظر گرفته شود. در این پژوهش، اثرات نامطلوب زیستمحیطی ایجاد شده در اثر حفر تونل راهآهن کوهین مورد بررسی قرار گرفته است که شامل نشست زمین در سطح ایستابی و تغییر در روند جریان آب زیرزمینی در منطقه میشود. راهکارهایی برای کاهش این اثرات ارائه شده است که میتوان به بازیابی سطح آب زیرزمینی با استفاده از پوشش بتنی آببند بدون انجام عملیات زهکشی و بهکارگیری همزمان روش فورپولینگ اشاره کرد. بهکارگیری این موارد، مستلزم استفاده از پوشش بتنی با خصوصیات مقاومتی بالا جهت تحمل فشار هیدرواستاتیکی آب جمع شده در پشت پوشش است.
https://cer.qom.ac.ir/article_1441_958230acd0d405346c3ace4b595e2352.pdf
2019-08-23
89
103
10.22091/cer.2019.4328.1150
مدیریت ایمنی
نشست زمین
سطح آب زیرزمینی
FLAC2D
رضا
میکائیل
reza.mikaeil@gmail.com
1
دانشیار، دانشکده مهندسی معدن و مواد، دانشگاه صنعتی ارومیه.
LEAD_AUTHOR
محمد
عطایی
ataei@shahroodut.ac.ir
2
استاد، دانشکده مهندسی معدن، ژئوفیزیک و نفت، دانشگاه صنعتی شاهرود.
AUTHOR
فرهنگ
سرشکی
f.sereshki@gmail.com
3
استاد، دانشکده مهندسی معدن، ژئوفیزیک و نفت، دانشگاه صنعتی شاهرود.
AUTHOR
امیر
جعفرپور
amir.jafarpour@stu.yazd.ac.ir
4
دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد
AUTHOR
[1] Roccheggiani, M., Piacentini, D., Tirincanti, E., Perissin, D., & Menichetti, M. (2019). “Detection and moni-toring of tunneling induced ground movements using Sentinel-1 SAR Interferometry”, Remote Sensing, 11(6), 639.
1
[2] Gu, S. C., Sun, W., & Wang, B. (2019). “Study on the subdivision support and rapid tunneling technology of coal mine roadway”, In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 242, No. 2, p. 022018). IOP Publishing.
2
[3] Yang, S. Y., & Yeh, H. D. (2007). “A closed‐form solution for a confined flow into a tunnel during progres-sive drilling in a multi‐layer groundwater flow system”, Geophysical research letters, 34(7).
3
[4] Zaidel, J., Markham, B., & Bleiker, D. (2010). “Simulating seepage into mine shafts and tunnels with MOD-FLOW”, Groundwater, 48(3), 390-400.
4
[5] Cesano, D., Olofsson, B., & Bagtzoglou, A. C. (2000). “Parameters regulating groundwater inflows into hard rock tunnels—a statistical study of the Bolmen tunnel in southern Sweden”, Tunnelling and Underground Space Technology, 15(2), 153-165.
5
[6] Lee, I. M., & Nam, S. W. (2001). “The study of seepage forces acting on the tunnel lining and tunnel face in shallow tunnels”, Tunnelling and Underground Space Technology, 16(1), 31-40.
6
[7] Tseng, D. J., Tsai, B. R., & Chang, L. C. (2001). “A case study on ground treatment for a rock tunnel with high groundwater ingression in Taiwan”, Tunnelling and Underground Space Technology, 16(3), 175-183.
7
[8] Shin, J. H., Addenbrooke, T. I., & Potts, D. M. (2002). “A numerical study of the effect of groundwater movement on long-term tunnel behaviour”, Geotechnique, 52(6), 391-403.
8
[9] Molinero, J., Samper, J., & Juanes, R. (2002). “Numerical modeling of the transient hydrogeological response produced by tunnel construction in fractured bedrocks”, Engineering Geology, 64(4), 369-386.
9
[10] Selroos, J. O., Walker, D. D., Ström, A., Gylling, B., & Follin, S. (2002). “Comparison of alternative model-ling approaches for groundwater flow in fractured rock”, Journal of Hydrology, 257(1-4), 174-188.
10
[11] Maréchal, J. C., & Perrochet, P. (2003). “Nouvelle solution analytique pour l'étude de l'interaction hy-draulique entre les tunnels alpins et les eaux souterraines”, Bulletin de la Société Géologique de France, 174(5), 441-448.
11
[12] Bonomi, T. U. L. L. I. A., & Bellini, R. O. B. E. R. T. A. (2003). “The tunnel impact on the groundwater level in an urban area: a modelling approach to forecast it”, Materials and Geoenvironment, 50, 45-48.
12
[13] Lee, I. M., & Nam, S. W. (2004). “Effect of tunnel advance rate on seepage forces acting on the underwa-ter tunnel face”, Tunnelling and Underground Space Technology, 19(3), 273-281.
13
[14] Kolymbas, D., & Wagner, P. (2007). “Groundwater ingress to tunnels–the exact analytical solution”, Tun-nelling and Underground Space Technology, 22(1), 23-27.
14
[15] Hwang, J. H., & Lu, C. C. (2007). “A semi-analytical method for analyzing the tunnel water inflow”, Tun-nelling and Underground Space Technology, 22(1), 39-46.
15
[16] Li, D., Li, X., Li, C. C., Huang, B., Gong, F., & Zhang, W. (2009). “Case studies of groundwater flow into tunnels and an innovative water-gathering system for water drainage”, Tunnelling and Underground Space Technology, 24(3), 260-268.
16
[17] Moon, J., & Fernandez, G. (2010). “Effect of excavation-induced groundwater level drawdown on tunnel inflow in a jointed rock mass”, Engineering Geology, 110(3-4), 33-42.
17
[18] Zarei, H. R., Uromeihy, A., & Sharifzadeh, M. (2011). “Evaluation of high local groundwater inflow to a rock tunnel by characterization of geological features”, Tunnelling and Underground Space Technology, 26(2), 364-373.
18
[19] Jurado, A., De Gaspari, F., Vilarrasa, V., Bolster, D., Sánchez-Vila, X., Fernàndez-Garcia, D., & Tartakov-sky, D. M. (2012). “Probabilistic analysis of groundwater-related risks at subsurface excavation sites”, Engi-neering Geology, 125, 35-44.
19
[20] Butscher, C. (2012). “Steady-state groundwater inflow into a circular tunnel”, Tunnelling and Under-ground Space Technology, 32, 158-167.
20
[21] Li, S. C., Zhou, Z. Q., Li, L. P., Xu, Z. H., Zhang, Q. Q., & Shi, S. S. (2013). “Risk assessment of water inrush in karst tunnels based on attribute synthetic evaluation system”, Tunnelling and underground space technolo-gy, 38, 50-58.
21
[22] Font-Capo, J., Pujades, E., Vàzquez-Suñé, E., Carrera, J., Velasco, V., & Montfort, D. (2015). “Assessment of the barrier effect caused by underground constructions on porous aquifers with low hydraulic gradient: A case study of the metro construction in Barcelona, Spain”, Engineering geology, 196, 238-250.
22
[23] Attard, G., Winiarski, T., Rossier, Y., & Eisenlohr, L. (2016). “Impact of underground structures on the flow of urban groundwater”, Hydrogeology journal, 24(1), 5-19.
23
[24] Hassani, A. N., Katibeh, H., & Farhadian, H. (2016). “Numerical analysis of steady-state groundwater in-flow into Tabriz line 2 metro tunnel, northwestern Iran, with special consideration of model dimen-sions”, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 75(4), 1617-1627.
24
[25] Liu, X. X., Shen, S. L., Xu, Y. S., & Yin, Z. Y. (2018). “Analytical approach for time‐dependent groundwa-ter inflow into shield tunnel face in confined aquifer”, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 42(4), 655-673.
25
[26] Yoo, C., Kim, S. B., Kim, J. W., & Yoo, K. H. (2008). “Influencing factors on groundwater drawdown in-duced ground settlement during tunneling”, In: World Tunneling Congress, 863-871.
26
[27] Pakbaz, M., & Heydarizadeh, Y. (2008). “Investigation of soil subsidence in excavation of Ahwaz urban tunnel”, 4th National Congress of Civil Engineering. University of Tehran. Tehran.
27
[28] National Coal Board. (1975). Subsidence Engineering Handbook. National Coal Board mining Depart-ment, London, 1975.
28
[29] Rostami, A.R., Rostamabadi, S.A., Hosseini, N., & Khosrowash, M. (2011). “Numerical and analytical es-timating of ground subsidence and comparison with the result of observational and instrumental method (case study: second line of Karaj subway tunnel)”, Journal of Earth and Resources. 4, 3(12), 33-40.
29
[30] Ahmadvand, M., Azadi, M.A., & Soltani, J. (2012). “Groundwater modeling due to groundwater level drop (case study: sewage tunnel drainage of East-Tehran)”, 1th National Conference on Sustainable Development Solutions. Tehran.
30
[31] Honestly, B., Shahriar, K., & Khoshravan Azar, A.S. (2004). “Analytical estimation of tunneling in urban areas (case Study: first phase of Tabriz metro)”, 2nd Conference of Iranian Rock Mechanics.
31
[32] Setayesh, A.S. (2011). Introduction to Geosynthetics. Academic Center for Education, Culture and Re-search publications (Jahad-e Daneshgahi) First edition. Tehran.
32
[33] Mahuet, G.L. (2005). Guidelines on Waterproofing and Drainage of Underground Structures. Version 1 – approved by Technical Committee. Tunneles et Souterrains – HORS-SERIE N2.
33
[34] A’li Anvari, A., Katibeh, H., & Mahmoudabadi, H. (2008). “Estimation of equivalent permeability along the axis of the Amir-Kabir tunnel using artificial neural network”, 2nd Conference of Iranian Mining Engineering. University of Tehran. Tehran.
34
[35] Sadeghpour, A.H., & Fadaei, M. (2009). “Investigation of subsidence control methods in excavation oper-ations adjacent to groundwater level”, 8th International Congress of Civil Engineering. Shiraz University. Shiraz.
35
[36] Qasemi ghodrat, M., & Kazemi, M. (2012). “Methods for controlling water entry into the tunnel and its drainage (Case study: Amir-Kabir water transmission tunnel)”, 4th Conference of Iranian Mining Engineering. University of Tehran. Tehran.
36
[37] Rahimi Dizaji, M., & Pourrahimian, Y. (2006). “Study and simulation of the forepoling method in tunnel excavation”, 5th Student Conference on Mining Engineering.
37
[38] Dezianin, H.R., & Daray, R. (2009). “Using forepoling method for digging of 2-A part of Shibli tunnel with view on geotechnical characteristics of the tunnel site”, 6th Conference of Iranian Geological Engineering and Environmental.
38
[39] Haraz Rah Consulting Engineers. (2004). 2nd report of Kouhin railway tunnel in Qazvin-Rasht-Bandar Anzali (Technical Report).
39
[42] Hedayat-nasab, K., Adib, A., Goshtasebi, K., & Monjezi, M. (2013). “Validation of geotechnical data of Qazvin-Rasht railway tunnel using recursive analysis of monitoring data”, Journal of Engineering Geology. 7(1), 1725-1742.
40
[41] Rahimi, B., Shahriar, K., & Sharifzadeh, M. (2008). “The process of selecting underground design meth-ods”, Journal of Iranian Tunnel Association Magazine. 5, 9-17.
41
[42] Haraz Rah Consulting Engineers (2008). Report of the part 1 of Qazvin-Rasht railway infrastructure oper-ation. Vol. 2. Part 2. Tunnel private technical specifications. 121 p.
42
[43] Haraz Rah Consulting Engineers. (2006). Number 1 report of general, tectonic and engineering geological of Qazvin-Rasht railway. (Technical Report).
43
ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی آزمایشگاهی وتحلیل عددی اثر استفاده از باطلههای معدنی سیلیمانیت به عنوان درشتدانه بر مقاومت لغزشی و سختی مخلوط آسفالتی
سیلیمانیت یک ماده معدنی ارزانقیمت با ترکیباتی شامل اکسید آهن، سیلیسیم اکسید و آلومینیوم اکسید میباشد. استفاده از آهن، سیلیس و آلومینیوم در صنعت روسازی بهعنوان مصالح سنگی درشتدانه تأثیر قابلملاحظهای بر عملکرد مخلوطهای آسفالتی داشته است. در این تحقیق، اثر استفاده از مصالح سنگی سیلیمانیتی بهعنوان جایگزین مصالح آهکی درشتدانه بر روی پارامترهای مدول برجهندگی، مقاومت مارشال و مقاومت لغزندگی در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه، مدلسازی با تکیه بر رفتار ویسکوالاستیک لایهها و با استفاده از نرمافزار المان محدود انجام شد، تا تأثیر در تغییرات مدول الاستیسیته ناشی از تغییر جنس مصالح سنگی بر واکنش روسازی تعیین شود. نتایج نشان داد که استفاده از مصالح سنگی سیلیمانیتی در مخلوط آسفالتی، درصد قیر بهینه کمتری نسبت به مصالح آهکی دارد؛ و همچنین مقاومت مارشال مخلوط آسفالتی ساختهشده با مصالح سنگی سیلیمانیتی در درصد قیر بهینه 15% و مدول برجهندگی 25% نسبت به مخلوط آسفالتی ساخته شده با مصالح آهکی افزایش داشته است. استفاده از مصالح سیلیمانیتی در مخلوط آسفالتی بهدلیل سختی زیاد نسبت به مصالح آهکی میتواند باعث افزایش مقاومت اصطکاکی رویه آسفالتی در برابر سایش ناشی از عبور بارهای ترافیکی شود. نتایج تحلیل عددی نشان میدهد که استفاده از سنگدانه سیلیمانیتی بهعنوان درشتدانه تأثیر قابلملاحظهای بر کرنش کششی بحرانی زیر لایه رویه ندارد.
https://cer.qom.ac.ir/article_1442_49a6bbeb6eea820c8b0616ae5feaee60.pdf
2019-08-23
105
119
10.22091/cer.2019.4355.1151
مخلوط آسفالت گرم
مقاومت لغزندگی
مدول برجهندگی
تحلیلعددی
سیلیمانیت
حسن
محمدی انائی
hasanmohamadi@stu.yazd.ac.ir
1
دانشجوی کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشکده عمران، دانشگاه یزد.
AUTHOR
محمدمهدی
خبیری
mkhabiri@yazd.ac.ir
2
دانشیار، دانشکده عمران، دانشگاه یزد.
LEAD_AUTHOR
حامد
خانی سانیج
khani@yazd.ac.ir
3
استادیار، دانشکده عمران، دانشگاه یزد.
AUTHOR
فاطمه
متین قهفرخی
matin@stu.yazd.ac.ir
4
دانشجوی کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشکده عمران، دانشگاه یزد.
AUTHOR
[1] Bagampadde, U., Isacsson, U., & Kiggundu, B. M. (2006). “Impact of bitumen and aggregate composition on stripping in bituminous mixtures”, Materials and structures, 39(3), 303-315..
1
[2] Caro, S., Masad, E., Bhasin, A., & Little, D. N. (2008). “Moisture susceptibility of asphalt mixtures, Part 1: mechanisms”, International Journal of Pavement Engineering, 9(2), 81-98.
2
[3] Vegvesen, S. (2014). Håndbok N200 Vegbygging. Statens Vegvesen.
3
[4] Brattli, B. (1992). “The influence of geological factors on the mechanical properties of basic igneous rocks used as road surface aggregates”, Engineering Geology, 33(1), 31-44.
4
[5] Moghaddam, T. B., Soltani, M., & Karim, M. R. (2014). “Evaluation of permanent deformation characteris-tics of unmodified and Polyethylene Terephthalate modified asphalt mixtures using dynamic creep test”, Materials & Design, 53, 317-324.
5
[6] Moghadas Nejad, F., Azarhoosh, A. R., Hamedi, G. H., & Azarhoosh, M. J. (2012). “Influence of using nonmaterial to reduce the moisture susceptibility of hot mix asphalt”, Construction and Building Materi-als, 31, 384-388.
6
[7] Moghadas Nejad, F. M., Arabani, M., Hamedi, G. H., & Azarhoosh, A. R. (2013). “Influence of using poly-meric aggregate treatment on moisture damage in hot mix asphalt”, Construction and Building Materials, 47, 1523-1527.
7
[8] Nålsund, R. & Jensen, V. (2013), “Influence of mineral grain size, grain size distribution and micro-cracks on rocks”, mechanical strength, 14th Euro-seminar on Microscopy Applied to Building Materials, Helsingr, Den-mark, 1-10.
8
[9] Anastasio, S. (2015), “Evaluation of the effect of aggregate mineralogy on the durability of asphalt pave-ments”, Norwegian University of Science and Technology, dissertation, philosophies doctor, 1-124.
9
[10] Chen, Y., Guo, D., & Sha, A. (2013). “Magnetic iron ore using as microwave-absorbing material for deicing of asphalt pavement”, Min. Res. Dev, 33(1), 27–29.
10
[11] Li, J., Xu, L. R., & Liu, X. M. (2011). “Research on character of asbestos tailing using as asphalt mixture aggregate”, J. Railway Sci. Eng., 5(8), 31-34.
11
[12] Chen, Z., Wu, S., Wen, J., Zhao, M., Yi, M., & Wan, J. (2015). “Utilization of gneiss coarse aggregate and steel slag fine aggregate in asphalt mixture”, Construction and Building Materials, 93, 911-918.
12
[13] Anastasio, S., Fortes, A. P. P., & Hoff, I. (2017). “Effect of aggregate petrology on the durability of asphalt pavements”, Construction and Building Materials, 146, 652-657.
13
[14] Šernas, O., Vorobjovas, V., Šneideraitienė, L., & Vaitkus, A. (2016). “Evaluation of asphalt mix with dolo-mite aggregates for wearing layer”, Transportation Research Procedia, 14, 732-737.
14
[15] Oluwasola, E. A., Hainin, M. R., & Aziz, M. M. A. (2015). “Evaluation of rutting potential and skid re-sistance of hot mix asphalt incorporating electric arc furnace steel slag and copper mine tailing r”, Indian J. Eng. Mater. Sci, 22(5), 550–558.
15
[16] Su, N., & Chen, J. S. (2002). “Engineering properties of asphalt concrete made with recycled glass”, Resources, Conservation and Recycling, 35(4), 259-274.
16
[17] Anthony, J.W. (2000). Handbook of mineralogy: Arsenates, phosphates, vanadate. Arsenates, phosphates, vanadates. Vol: 4, Mineral Data Pub.
17
[18] Amer, R., & El-Desoky, H. (2017). “A remote sensing method for mapping sillimanite mineraliza-tion”, Journal of African Earth Sciences, 134, 373-382.
18
[19] Kohsari, A. H., & Mojtahedzadeh, D. A. Q. H. (2010). “Mineralogy and Formation of Refractory Deposits in Bafgh”, Central Iran, Journal of Mineralogy and Crystallography of Iran, 2 (18), 255 - 266.
19
[20] Shafabakhash. G.A., Naderpour, H., & Motamedi, M. (2018). “Optimal Pavement Response Modeling Using Finite Element Method”, Journal of Modeling Engineering, 14(47), 33-40.
20
[21] Masad, E., Rezaei, A., Chowdhury, A. & Harris, P. (2008). “Predicting Asphalt Mixture Skid Resistance Based On Aggregate Characteristics”, Department of Transportation and the Federal Highway, FHWA/TX-09/0-5627-1, 266.
21
[22] Shafabakhash.G. A., Kashi, A. (2009). “Numerical Study of the Impact of Passenger Aircraft Wheel Char-acteristics on Damage to Airport Pavement”, Transportation Engineering, 1(1), 55-67.
22
[23] Fakhri, M., Ghanizadeh, A. R. (2012). “Development of a Program for Nonlinear Analysis of Flexible Pavements”, Journal of Transportation Engineering, 2(3), 245-257.
23
[24] Yingjian, L. (2003), “Effect of Pavement Temperature on Frictional Properties of Hot-Mix-Asphalt Pave-ment Surfaces at the Virginia Smart Road”, Master of Science Thesis, Faculty of Virginia Polytechnic Institute and State University, January, 1-184.
24
[25] Bulevičius, M., Petkevičius, K., Žilionienė, K. & Drozdova, K. (2010), “Testing Of Physical-Mechanical Properties Of Coarse Aggregate, Used For Producing Asphalt Mixtures, And Analysis Of Test Results,Modern Building Materals”, Structures and Techniques 10th international condferance, Lative, 1094-1098.
25
[26] Abdulrahman, S. & Al-Suhaibani, A. (2015), “Effect of Aggregate Properties on Asphalt Concrete Mixes”, JKAU: Eng. Sci, 7, 93-110.
26
[27] Song, W., Shu, X., Huang, B., & Woods, M. (2018). “Effects of asphalt mixture type on asphalt pavement interlayer shear properties”, Journal of Transportation Engineering, Part B: Pavements, 144(2), 18-21.
27
ORIGINAL_ARTICLE
شبیهسازی عددی جریان هوا و انتقال ذرات از سطح پشتههای انباشت مواد اولیه و مقایسة اثرات تغییرشکل و سرعت بر میزان بادبردگی
ذخیرهسازی مواد مصرفی یا تولیدی در فضای آزاد و در معرض جریان هوا موضوع مهم و قابل بررسی از نظر مسائل زیستمحیطی است. همچنین بادبردگی مواد از پشتههای ذخیره مواد اولیه در صنایع، سبب مشکلات زیستمحیطی و تبعات اقتصادی میشود. مواد مورد نظر به شکلهای حجمی مختلف که معمولا هرمی و مخروطی میباشند، در محیط اتمسفر انباشته میشوند. موضوع مورد بررسی، میزان بادبردگی از سطح پشته و شدت بادبردگی ذرات موجود در سطح آن در اثر جریان هوای آزاد عبوری از روی پشته و نقاط مختلف سطح آن میباشد. در این پژوهش، موضوع بادبردگی یا بهعبارت دیگر، جابهجایی و پخش ذرات موجود از سطح مواد انباشته شده و مقایسه اثرات تغییرشکل پشته در کاهش بادبردگی مورد بررسی قرار گرفته است. برای حل این مسأله از شبیهسازی عددی سهبعدی بهکمک روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج حاصل از این پژوهش، مقایسه میزان بادبردگی در قسمتهای مختلف پشته را به تفکیک در هر حالت مشخص میکند. بر مبنای نتایج حاصل، نقاط بحرانی از نظر بادبردگی برروی پشته در حالتهای مختلف شناسایی شده است.
https://cer.qom.ac.ir/article_1438_6f3d68005e7115a904dcb962fc78bba9.pdf
2019-08-23
121
134
10.22091/cer.2019.4211.1143
نرخ بادبردگی
پشته مخروطی
پشته هرمی
الگوی اویلری-لاگرانژی
دینامیک سیالات محیط زیستی
محمدکاظم
مؤیدی
moayyedi@qom.ac.ir
1
استادیار، آزمایشگاه پژوهشی توربولانس دینامیک سیالات محاسباتی و احتراق، بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه قـم
LEAD_AUTHOR
علی
بشردوست
bashardoust69cr7@gmail.com
2
دانشآموختة کارشناسی مهندسی مکانیک، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه قـم
AUTHOR
[1] Bagnold, R.A. (1941). The Physics of Blown Sand and Desert Dunes. Methuen and Co., London.
1
[2] Lancaster, N., Nickling, W. G., Neuman, C. M., & Wyatt, V. E. (1996), “Sediment flux and airflow on the stoss slope of a barchan dune”, Geomorphology, 17(1-3), 55-62.
2
[3] Neuman, C. M., Lancaster, N., & Nickling, W. G. (1997), “Relations between dune morphology, air flow, and sediment flux on reversing dunes, Silver Peak, Nevada”, Sedimentology, 44(6), 1103-1111.
3
[4] Parsons, D. R., Wiggs, G. F., Walker, I. J., Ferguson, R. I., & Garvey, B. G. (2004), “Numerical modelling of airflow over an idealised transverse dune”, Environmental Modelling & Software, 19(2), 153-162.
4
[5] Badr, T., & Harion, J. L. (2005), “Numerical modelling of flow over stockpiles: Implications on dust emis-sions”, Atmospheric Environment, 39(30), 5576-5584.
5
[6] Torkian, A., Hassanvand, M. S., Sahebnasagh, M. R., Naddaf, K., & Moayyedi, M. K. (2012), “Experi-mental investigation of the effectiveness of various additives in reducing wind erosion from iron ore piles”, Iranian Journal of Health and Environment, 5(3), 387-398.
6
[7] Moayyedi, M. K., & Bashardoust, A. (2015), “Numerical Simulation of the Flow Field and Motion of Pollu-tant Particles Around the Raw Materials Piles”, 23th International ISME Conference, Amirkabir University of Technology.
7
[8] Ashrafi, Kh., Kalhor, M., Shafie pour, M., & Torkian, A. (2013), “Estimation of Winding rate from Iron Ore Stones Using Computational Fluid Dynamics and Von Karmen Methods”, Iranian Journal of Geophysics, 7(4), 170-180.
8
[9] Torano, J. A., Rodriguez, R., Diego, I., Rivas, J. M., & Pelegry, A. (2007), “Influence of the pile shape on wind erosion CFD emission simulation”, Applied mathematical modelling, 31(11), 2487-2502.
9
[10] Diego, I., Pelegry, A., Torno, S., Toraño, J., & Menendez, M. (2009), “Simultaneous CFD evaluation of wind flow and dust emission in open storage piles”, Applied Mathematical Modelling, 33(7), 3197-3207.
10
[11] Song, C. F., Peng, L., Cao, J. J., Mu, L., Bai, H. L., & Liu, X. F. (2014), “Numerical simulation of airflow structure and dust emissions behind porous fences used to shelter open storage piles”, Aerosol and Air Quality Research, 14(6), 1584-1592.
11
[12] Furieri, B., Russeil, S., Harion, J. L., Santos, J., & Milliez, M. (2012), “Comparative analysis of dust emis-sions: isolated stockpile vs two nearby stockpiles”, Air Pollution, 285-294.
12
[13] Torno, S., Rodriguez, R., Allende, C., & Toraño, J. (2010), “Dust emission reduction for open storage min-eral piles by fences: CFD modeling”, WIT Transactions on Ecology and the Environment, 136, 121-128.
13
[14] Nagel, T., Chauchat, J., Cheng, Z., Liu, X., Hsu, T. J., Bonamy, C., & Bertrand, O. (2017, December), “Two-phase flow simulation of scour around a cylindrical pile”, In AGU Fall Meeting Abstracts.
14
[15] Novak, L., Bizjan, B., Pražnikar, J., Horvat, B., Orbanić, A., & Širok, B. (2015), “Numerical Modeling of Dust Lifting from a Complex-Geometry Industrial Stockpile”, Strojniski Vestnik/Journal of Mechanical Engi-neering, 61(11), 621-631.
15
[16] Wilcox, D. C. (1998). Turbulence modeling for CFD (Vol. 2, pp. 172-180). La Canada, CA: DCW indus-tries.
16
[17] Mihailovic, D. T. (2010). Advances in environmental fluid mechanics. World Scientific.
17
[18] Sportisse, B. (2009). Fundamentals in air pollution: from processes to modelling. Springer Science & Busi-ness Media.
18
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی عددی جریان و ضریب دبی جریان بر روی سرریزهای نوک اردکی و مایل
در یک عرض مشخص سرریزهای نوکاردکی و مایل دارای طول مؤثر بیشتری میباشندکه این مسئله میتواند بر ضریب دبی و راندمان این نوع سرریزها تأثیرگذار باشد. در این تحقیق، تلاش شد تا نقش برخی از پارامترهای هیدرولیکی و هندسی سرریزهای ذکر شده و ارتفاع آنها بر روی ضریب دبی جریان در داخل کانال با استفاده از مدل عددی فلوئنت مورد بررسی قرار گیرد و نتایج حاصل از این مدل با نتایج مدل Flow-3D و اطلاعات آزمایشگاهی مقایسه شود. فشار، سرعت و سطح آزاد جریان با استفاده از مدل آشفتگی RNG ɛk- و مدل چند فازی (VOF) با حل عددی تعیین گردیدند. معیار نرمال میانگین مجذور مربعات خطا (RMSE) مدل فلوئنت در شبیهسازی ضریب دبی جریان 0565/0 بهدست آمد که نشاندهنده دقت بالای این مدل میباشد. بررسی نتایج حاصله نشان میدهد که در هر دو سرریز، ضریب دبی با افزایش انرژی بالادست سرریز (Hd)، کاهش مییابد. حداکثر مقدار ضریب دبی در محدوده 35/0≥ (Hd/P) در هر دو سرریز نوکاردکی و مایل مشاهده شد. نتایج حاکی از آن بود که سرریزهای مایل در مقایسه با سرریزهای نوکاردکی دارای ضریب دبی بیشتری بوده (5/0 برابر ضریب دبی سرریزهای نوکاردکی) و در نتیجه از ظرفیت دبی عبوری (افزایش 33 درصدی) بالاتری نسبت به سرریزهای نوکاردکی برخوردار میباشند.
https://cer.qom.ac.ir/article_1439_e529efde68224601c247e488c9e04667.pdf
2019-08-23
135
145
10.22091/cer.2019.4259.1144
ضریب دبی
سرریز نوک اردکی
سرریز مایل
جزء حجم سیال
مدل آشفتگی
سمیه
امامی
somayehemami70@gmail.com
1
دانشجوی دکتری سازههای آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.
AUTHOR
جواد
پارسا
t.civil1992@gmail.com
2
استادیار سازههای آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.
LEAD_AUTHOR
[1] Bos, M. G. (1988). “Discharge measurement structures”, International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI).
1
[2] Beyrami, M.K. (2009). “Water Transfer Structures”, Isfahan University of Technology Publications.
2
[3] BeihaghiKondari, A., Zeiae, N. A., khodashenas, R. S., & Zahedi, H. (2012). “Simulation lateral weirs in rec-tangular canal using Fluent software”, 9th international civil engineering congress, 19-21 Ordibehesht, Esfahan University.
3
[4] Zahiri, A. (2014). “Extracting the relationship between the discharge coefficient in arc weirs by genetic plan-ning”, Irrigation and drainage, 9(2), 232-244.
4
[5] Nikpeik, P., Kashefipour, S. M., & Mpltaji, A. (2011). “Investigation on the effect of duckbill weir geometry on discharge coefficient”, Chaloos Islamic University Pub. Chaloos, Iran, 39(1), 1-10.
5
[6] Saiedi, M., Shaghaghian, M. R., & Zayeri, M. R. (2014). “Investigation of flow pattern on duckbill weir using Flow-3D Model”, Second national conference on applied research in civil, architecture and urban manage-ment.
6
[7] Emami, S. (2016).“Numerical investigation of geometric parameters effect of the duckbill weir on the dis-charge coefficient”, M.Sc. Thesis of Hydraulic Structures, Department of Water Engineering, University of Ta-briz.
7
[8] Haghiabi, H., Abbaspour, B., Maleki, A., & TorabiPoudeh, H. (2015). “Simulation of flow pattern on hori-zontal triangular weirs and comparison with linear weirs using Flow-3D model”, Journal of Water Engineering, 9, 125-137.
8
[9] Azhdari-Moghaddam, M., Amanian, N. A., & JafariNadoshan, A. (2011). “Investigation the lenghth and angle of the head of the trapezoid labyrinth weir using CGD”, 6th national civil engineering congress, 6-7 May, Semnan University.
9
[10] Tingey, S. E. (2011). “Discharge coefficient of oblique weirs”, M. Sc. Thesis in Mechanical Engineering, Utah State University, USA, 51 p.
10
[11] Noori, B. M. A., & Chilmeran, T. A. H. (2005). “Characteristics of flow over normal and oblique weirs with semicircular crests”, Al_Rafidain Engineering, Journal, 13(1), 49-61.
11
[12] Rezaee, M., Emadi, A., & Aqajani Mazandarani, Q. (2015). “Experimental Study of Rectangular Laby-rinth Weir”, Journal of Water and Soil, 29(6), 1438-1446.
12
[13] Khode B. V., Tembhurkar A.R., Porey P. D., & Ingle R. N. (2012). “Experimental studies on flow over laby-rinth weir”, Journal of Irrigation and Drainage Engineering,10, (ASCE) IR.21p.
13
[14] Anees, K. I., Riyadh, A. l. A., LioydH, C., Chua, A., & Subrat, D. (2016). “Determination of discharge coef-ficient for flow over one cycle compound trapezoidal plan form labyrinth weir”, International Journal of Civil Engineering and Technology, 7(4), 314-328.
14
[15] Hirt, C. W., & Nichols, B. D. (1981). “Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries”, Journal of Computational Physics, 39, 201-225.
15
[16] Borghei, S. M., Vatannia, Z., Ghodsian, M., & Jalili Ghazizadeh, M. R. (2003). “Oblique rectangular sharp-crested weir”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Water and Maritime Engineering, 156(2), 185-191.
16
[1] Bos, M. G. (1988). “Discharge measurement structures”, International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI).
17
[2] Beyrami, M.K. (2009). “Water Transfer Structures”, Isfahan University of Technology Publications.
18
[3] BeihaghiKondari, A., Zeiae, N. A., khodashenas, R. S., & Zahedi, H. (2012). “Simulation lateral weirs in rectangular canal using Fluent software”, 9th international civil engineering congress, 19-21 Ordibehesht, Esfahan University.
19
[4] Zahiri, A. (2014). “Extracting the relationship between the discharge coefficient in arc weirs by genetic planning”, Irrigation and drainage, 9(2), 232-244.
20
[5] Nikpeik, P., Kashefipour, S. M., & Mpltaji, A. (2011). “Investigation on the effect of duckbill weir geometry on discharge coefficient”,Chaloos Islamic University Pub. Chaloos, Iran, 39(1), 1-10.
21
[6] Saiedi, M., Shaghaghian, M. R., & Zayeri, M. R. (2014). “Investigation of flow pattern on duckbill weir using Flow-3D Model”, Second national conference on applied research in civil, architecture and urban management.
22
[7] Emami, S. (2016).“Numerical investigation of geometric parameters effect of the duckbill weir on the discharge coefficient”, M.Sc. Thesis of Hydraulic Structures, Department of Water Engineering, University of Tabriz.
23
[8] Haghiabi, H., Abbaspour, B., Maleki, A., & TorabiPoudeh, H. (2015). “Simulation of flow pattern on horizontal triangular weirs and comparison with linear weirs using Flow-3D model”, Journal of Water Engineering, 9, 125-137.
24
[9] Azhdari-Moghaddam, M., Amanian, N. A., & JafariNadoshan, A. (2011). “Investigation the lenghth and angle of the head of the trapezoid labyrinth weir using CGD”, 6th national civil engineering congress, 6-7 May, Semnan University.
25
[10] Tingey, S. E. (2011). “Discharge coefficient of oblique weirs”, M. Sc. Thesis in Mechanical Engineering, Utah State University, USA, 51 p.
26
[11] Noori, B. M. A., & Chilmeran, T. A. H. (2005). “Characteristics of flow over normal and oblique weirs with semicircular crests”, Al_Rafidain Engineering, Journal, 13(1), 49-61.
27
[12] Rezaee, M., Emadi, A., & Aqajani Mazandarani, Q. (2015). “Experimental Study of Rectangular Labyrinth Weir”, Journal of Water and Soil, 29(6), 1438-1446.
28
[13] Khode B. V., Tembhurkar A.R., Porey P. D., & Ingle R. N. (2012). “Experimental studies on flow over labyrinth weir”, Journal of Irrigation and Drainage Engineering,10, (ASCE) IR.21p.
29
[14] Anees, K. I., Riyadh, A. l. A., LioydH, C., Chua, A., & Subrat, D. (2016). “Determination of discharge coefficient for flow over one cycle compound trapezoidal plan form labyrinth weir”, International Journal of Civil Engineering and Technology, 7(4), 314-328.
30
[15] Hirt, C. W., & Nichols, B. D. (1981). “Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries”, Journal of Computational Physics, 39, 201-225.
31
[16] Borghei, S. M., Vatannia, Z., Ghodsian, M., & Jalili Ghazizadeh, M. R. (2003). “Oblique rectangular sharp-crested weir”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Water and Maritime Engineering, 156(2), 185-191.
32
ORIGINAL_ARTICLE
شبیهسازی عددی تأثیر هندسه شمع و فونداسیون بر روی آبشستگی موضعی در اطراف گروهپایه کج
با پیشرفت فناوری طراحی و ساخت سازهها، شاهد ساخت پلها با اشکال مدرنی میباشیم که از جمله آنها میتوان به پلهای با گروهپایههای کج اشاره کرد. با توجه به اهمیت شناخت مکانیزمهای مؤثر بر آبشستگی این نوع از پایههای پل، در پژوهش حاضر به بررسی و شبیهسازی عددی تأثیر هندسه شمع و فونداسیون بر روی آبشستگی موضعی در اطراف گروهپایه کج با استفاده از نرمافزار Flow-3D پرداخته شده است. از طریق بررسی الگوی جریان اطراف گروهپایهها مشخص گردید با تغییر تراز کارگذاری سرشمع در بستر رسوبی گردابههای تشکیل شده در بین پایه اول و دوم گروهپایه متفاوت بوده و هرچه تراز کارگذاری نزدیک به بستر و یا بالاتر از آن قرار گیرد، گردابههای تشکیل شده با قدرت بیشتری بر روی بستر اطراف گروهپایه کج تأثیر میگذارد. با بررسی پروفیل طولی آبشستگی اطراف گروهپایه کج مشاهده گردید که شمع دوکیشکل نسبت به سایر شکل شمعها اثر بهتری در کاهش آبشستگی از خود نشان میدهد. بهطوریکه، حداکثر عمق آبشستگی ایجاد شده در اطراف گروهپایه کج با حضور شکل دوکی شمع، مستطیلی و مستطیلی گردگوشه 61/19، 11/14 و 45/6 درصد نسبت به شکل استوانهای شمع کاهش پیدا میکند. نکته قابلتوجه اینکه، هرچه دماغه شمع آئرودینامیکی و تیز باشد، کنترل گردابهای نعلاسبی بهتر عمل میکند و این امر باعث کاهش عمق آبشستگی در اطراف گروهپایه کج میگردد.
https://cer.qom.ac.ir/article_1440_61e75e11fa86f5c6b2655a3254e1d136.pdf
2019-08-23
147
164
10.22091/cer.2019.4278.1149
پل ها
اثرات آبشستگی
شمع
نرم افزار Flow-3D
شبیه سازی عددی
رامتین
صبح خیز
sobhkhizarman@yahoo.co.uk
1
کارشناس ارشد، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان.
AUTHOR
علیرضا
مردوخ پور
alireza.mardookhpour@liau.ac.ir
2
استادیار، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان.
LEAD_AUTHOR
[1] Breusers, H. N. C., & Raudkivi, A. J. (1991). IAHR hydraulic structures design manual: Scouring, Vol. 2. Balkema, Rotterdam, The Netherlands.
1
[2] Melville, B. W., & Sutherland, A. J. (1988). “Design method for local scour at bridge piers”, Journal of Hydraulic Engineering, 114(10), 1210-1226.
2
[3] Parola, A. C., Mahavadi, S. K., Brown, B. M., & El Khoury, A. (1996). “Effects of rectangular foundation geometry on local pier scour”, Journal of Hydraulic Engineering, 122(1), 35-40.
3
[4] Jones, J. S., Bertoldi, D., & Stein, S. (1995). Alternative scour countermeasures. In Stream Stability and Scour at Highway Bridges: Compendium of Stream Stability and Scour Papers Presented at Conferences Sponsored by the Water Resources Engineering (Hydraulics) Division of the American Society of Civil Engineers (pp. 854-854). ASCE.
4
[5] EsmailiVaraki, M., Sadat Jafari, M., Ayoubzadeh, A., & Rostami, M. (2016) “Simulation of the flow pattern around the inclined pier group using the Flow-3D numerical model”, 30(6), 1860-1873
5
[6] Melville, B. W., & Raudkivi, A. J. (1996). “Effects of foundation geometry on bridge pier scour”, Journal of Hydraulic Engineering, 122(4), 203-209.
6
[7] Sheppard, D. M., Melville, B., & Demir, H. (2013). “Evaluation of existing equations for local scour at bridge piers”, Journal of Hydraulic Engineering, 140(1), 14-23.
7
[8] Ataie-Ashtiani, B., Baratian-Ghorghi, Z., & Beheshti, A. A. (2010). “Experimental investigation of clear-water local scour of compound piers”, Journal of Hydraulic Engineering, 136(6), 343-351.
8
[9] Abdeldayem, A. W., Elsaeed, G. H., & Ghareeb, A. A. (2011). “The effect of pile group arrangements on local scour using numerical models”, Advances in Natural and Applied Sciences, 5(2), 141-146.
9
[10] Amini, A., Melville, B. W., Ali, T. M., & Ghazali, A. H. (2011). “Clear-water local scour around pile groups in shallow-water flow”, Journal of Hydraulic Engineering, 138(2), 177-185.
10
[11] Sheppard, D. M., Melville, B., & Demir, H. (2013). “Evaluation of existing equations for local scour at bridge piers”, Journal of Hydraulic Engineering, 140(1), 14-23.
11
[12] Ghasemzadeh, F., & Shinyzadeh, p. (2015). Simulation of hydraulic issues in Flow-3D. Innovative publishing. Tehran. Iran
12
[13] Maroosi, M., Roshan, R., & Sarkordeh, H. (2014). Analysis and design with Flow-3D software, Fadak isatist publication, First printing, Tehran, Iran (in farsi)
13
[14] Khaple, S., Hanmaiahgari, P. R., Gaudio, R., & Dey, S. (2017). “Interference of an upstream pier on local scour at downstream piers”, Acta Geophysica, 65(1), 29-46.
14
[15] Hoang, N. D., Liao, K. W., & Tran, X. L. (2018). “Estimation of scour depth at bridges with complex pier foundations using support vector regression integrated with feature selection”, Journal of Civil Structural Health Monitoring, 8(3), 431-442.
15
ORIGINAL_ARTICLE
مدلسازی عددی اثر تغییر هندسه سازه راهماهی بر جریان عبوری از بازشدگی قائم آن
در پژوهش حاضر، ویژگیهای جریان عبوری از بازشدگی قائم راهماهی با استفاده از مدل عددی Flow-3D شبیهسازی شده و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی صحتسنجی گردیده است. نتایج بررسی نشان داد که مدل آشفتگی k-ε، دقت خوبی در مدلسازی عددی ماهیرو نسبت به دیگر مدلهای آشفتگی دارد. در ادامه، الگوی سرعت، حجم محدوده استراحت ماهیان و تلاطم جریان در راهماهی تحلیل گردیده است تا بتوان عملکرد راهماهی را با هندسههای مختلف مورد ارزیابی قرار داد. در این رابطه، نسبت طول دیواره بزرگ به دیواره کوچک هر سلول، زاویه انتهایی دیواره و نسبت عرض خالص ورودی به عرض حوضچه، بهعنوان پارامترهای بیبعد تأثیرگذار در عملکرد حوضچه بررسی شدند. نتایج نشان داد که با کاهش نسبت طول دیواره بزرگ به دیواره کوچک، مؤلفه طولی سرعت جریان بهطور متوسط 11/25 درصد کاهش یافته است. با افزایش زاویه انتهایی دیواره بزرگ نسبت به دیواره حوضچه، حجم استراحت حدود 3% افزایش داشته است. همچنین، با افزایش پارامتر زاویه انتهایی دیواره بزرگ، انرژی آشفتگی بهطور متوسط 66/30 درصد افزایش یافته است. بهطور کلی، نسبت طول دیواره بزرگ به دیواره کوچک تأثیر بیشتری بر روند کاهش سرعت جریان برای عبور ماهیان از ماهیرو داشته و همچنین با افزایش زاویه انتهایی دیواره بزرگ نسبت به دیواره حوضچه، محیط استراحت ماهیان و انرژی آشفتگی افزایش یافته است.
https://cer.qom.ac.ir/article_1446_69891b03378e36fa95a2cbe04cfd1907.pdf
2019-08-23
165
176
10.22091/cer.2019.4691.1162
: راهماهی
پروفیل سرعت
آشفتگی
ناحیه استراحت
Flow-3D
محمد
شکرالهی
behnam1995@gmail.com
1
دانشجوی کارشناسی ارشد سازههای هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان.
AUTHOR
خسرو
حسینی
khhoseini@semnan.ac.ir
2
دانشجوی کارشناسی ارشد سازههای هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان.
LEAD_AUTHOR
سید فرهاد
موسوی
mousavi_sf@yahoo.com
3
استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان.
AUTHOR
[1] Rajaratnam, N., & Katopodis, C. (1984). “Hydraulics of Denil fishways”, Journal of Hydraulic Engineer-ing, 110(9), 1219-1233
1
[2] Wu, S., Rajaratnam, N., & Katopodis, C. (1999). “Structure of flow in vertical slot fishway”, Journal of Hy-draulic Engineering, 125(4), 351-360.
2
[3] Rajaratnam, N., Katopodis, C., & Lodewyk, S. (1991). “Hydraulics of culvert fishways IV: Spoiler baffle culvert fishways”, Canadian Journal of Civil Engineering, 18(1), 76-82.
3
[4] Rajaratnam, N., Katopodis, C., & Flint-Petersen, L. (1987). “Hydraulics of two-level Denil fishway”, Journal of Hydraulic Engineering, 113(5), 670-674.
4
[5] Liu, M., Rajaratnam, N., & Zhu, D. Z. (2006). “Mean flow and turbulence structure in vertical slot fish-ways”, Journal of Hydraulic Engineering, 132(8), 765-777.
5
[6] Bermúdez, M., Puertas, J., Cea, L., Pena, L., & Balairón, L. (2010). “Influence of pool geometry on the bio-logical efficiency of vertical slot fishways”, Ecological Engineering, 36(10), 1355-1364.
6
[7] Tarrade, L., Texier, A., David, L., & Larinier, M. (2008). “Topologies and measurements of turbulent flow in vertical slot fishways”, Hydrobiologia, 609(1), 177.
7
[8] Tarrade, L., Pineau, G., Calluaud, D., Texier, A., David, L., & Larinier, M. (2011). “Detailed experimental study of hydrodynamic turbulent flows generated in vertical slot fishways”, Environmental Fluid Mechan-ics, 11(1), 1-21.
8
[9] Marriner, B. A., Baki, A. B. M., Zhu, D. Z., Thiem, J. D., Cooke, S. J., & Katopodis, C. (2014). “Field and nu-merical assessment of turning pool hydraulics in a vertical slot fishway”, Ecological Engineering, 63, 88-101.
9
[10] Bombač, M., Novak, G., Mlačnik, J., & Četina, M. (2015). “Extensive field measurements of flow in verti-cal slot fishway as data for validation of numerical simulations”, Ecological Engineering, 84, 476-484.
10
[11] An, R., Li, J., Liang, R., & Tuo, Y. (2016). “Three-dimensional simulation and experimental study for opti-mising a vertical slot fishway”, Journal of Hydro-environment Research, 12, 119-129.
11
[12] Kim, S., Yu, K., Yoon, B., & Lim, Y. (2012). “A numerical study on hydraulic characteristics in the ice Har-bor-type fishway”, KSCE Journal of Civil Engineering, 16(2), 265-272.
12
[13] Puertas, J., Pena, L., & Teijeiro, T. (2004). “Experimental approach to the hydraulics of vertical slot fish-ways”, Journal of Hydraulic Engineering, 130(1), 10-23.
13
[14] Bombač, M., Četina, M., & Novak, G. (2017). “Study on flow characteristics in vertical slot fishways re-garding slot layout optimization”, Ecological Engineering, 107, 126-136.
14
[15] Bravo-Córdoba, F. J., Sanz-Ronda, F. J., Ruiz-Legazpi, J., Valbuena-Castro, J., & Makrakis, S. (2018). “Vertical slot versus submerged notch with bottom orifice: Looking for the best technical fishway type for Med-iterranean barbels”, Ecological Engineering, 122, 120-125.
15
[16] Fuentes-Pérez, J. F., Silva, A. T., Tuhtan, J. A., García-Vega, A., Carbonell-Baeza, R., Musall, M., & Kruusmaa, M. (2018). “3D modelling of non-uniform and turbulent flow in vertical slot fishways”, Environmen-tal modelling & software, 99, 156-169.
16
[17] Quaranta, E., Katopodis, C., & Comoglio, C. (2019). “Effects of bed slope on the flow field of vertical slot fishways”, River Research and Applications.
17
[18] Ehsani, R., Hassanzadeh, Y., Mojtahedi, A., Sanei, M., & Hedayati, H. (2018). “Experimental study of canoe-fishway hydraulic conditions”, Irrigation Sciences and Engineering, 40(4), 61-75.
18
[19] Baharvand, S., & Lashkar-Ara, B. (2019). “Determining the effectiveness of resting pool area in vertical slot fishways type 1 to pass chinook salmon”, Journal of Civil and Environmental Engineering, 48(4), 1-12.
19
[20] Badri, S. S., Ayyoubzadeh, S. A., & Yasi, M. (2019). “Nature-like fishway design and evaluation of its perormance with habitat simulation model of PHABSIM”, Iranian Journal of Ecohydrology, 6(1), 1-13.
20
[21] Smith, H. D. (2004). Modeling the flow and scour around an immovable cylinder, Doctoral dissertation, Ohio State University, USA.
21
[22] Quaranta, E., Katopodis, C., Revelli, R., & Comoglio, C. (2017). “Turbulent flow field comparison and re-lated suitability for fish passage of a standard and a simplified low‐gradient vertical slot fishway”, River Re-search and Applications, 33(8), 1295-1305.
22
[23] Chorda, J., Maubourguet, M. M., Roux, H., Larinier, M., Tarrade, L., & David, L. (2010). “Two-dimensional free surface flow numerical model for vertical slot fishways”, Journal of Hydraulic Re-search, 48(2), 141-151.
23
[24] Ghasemzadeh, F. (2013). Simulation of hydraulic problems in flow-3D. 2nd ed., Noavar Publ., Tehran, Iran.
24
[25] Yagci, O. (2017). “Hydraulic aspects of pool-weir fishways as ecologically friendly water structure”, Eco-logical Engineering, 36, 36-46.
25