دانشکده فنی دانشگاه تهراننشریه مهندسی عمران و نقشه برداری45720120220Dynamic Interaction of a Rigid Plate with Transversely Isotropic Full-Spaceتحلیل دینامیکی فضای کامل همسانگرد جانبی با صفحه صلب دایرهای74175229021FAعزیزاللهاردشیر بهرستاقیGraduate student of Mazandaran University of Science And Technology.مرتضیاسکندری قادیAssociate Professor, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.Journal Article19700101This paper deals with the dynamic interaction of a massless rigid circular plate and a transversely isotropic full-space in frequency domain. The plate is located in an arbitrary place in the full-space in such a way its normal vector is in the direction of the axis of material symmetry of the domain, and undergoes a vertical displacement with a frequency of . Using potential representation and Henkel integral transform, and satisfying the continuity and regularity conditions, the governing equations are transformed to dual integral equations, which can be changed to a Fredholm integral equation of second kind. The Fredholm integral equation is solved analytically in the static case, where is zero, and is numerically evaluated in the general dynamic case. The results are shown to be identical with the simple case of isotropy in both analytical form and numerical evaluation.در این مقاله یک فضای کامل با رفتار همسانگرد جانبی به همراه یک دیسک صلب دایرهای به عنوان ناهمگنی در محیط در نظر گرفته میشود. صفحه صلب تحت اثر حرکت عمود بر صفحه با فرکانس دلخواه قرار میگیرد و محور همسانگردی محیط موازی با امتداد حرکت فرض میشود. تحلیل محیط همسانگرد جانبی اطراف صفحه تحت تحریک فوق هدف این مقاله میباشد. بدین منظور معادلات حرکت حاکم بر سیستم در حالت متقارن محوری در مختصات استوانهای بیان میشوند. این معادلات با استفاده از روش توابع پتانسیل مجزا شده و معادله حاکم بر تنها تابع پتانسیل با استفاده از تبدیل هنکل حل میشود. به منظور تعیین ثابتهای جواب، شرایط مرزی مربوط به تنشها و تغییرمکانها در راستای قائم به صورت معادلات انتگرالی دوگانه نوشته میشوند. معادلات انتگرالی دوگانه به دست آمده، به کمک روش نوبل به معادله انتگرالی فردهلم نوع دوم تبدیل شده که در حالتهای خاص به صورت تحلیلی حل میشوند.دانشکده فنی دانشگاه تهراننشریه مهندسی عمران و نقشه برداری45720120220PSO-MODSIMP: Optimization-Simulation Model for Optimal Design and Operation of Multireservoir Hydropower SystemsPSO-MODSIMP: مدل بهینهسازی- شبیهسازی در طراحی و بهرهبرداری بهینه از سیستمهای چندمخزنه برقابی75376229022FAسپیدهامامی تبریزیM.Sc. Department of Civil Engineering, Amirkabir University of Technology.سید جمشیدموسویAssociate Professor, Department of Civil Engineering, Amirkabir University of Technology.راحلهافضلیM.Sc. Mahab Ghodss Consulting Engineer.Journal Article19700101Application of simulation-optimization models to the problem of optimal design and operation of multi-reservoir hydropower systems with control on the reliability of meeting the system’s energy yield could be a suitable approach to solve the resulting mixed integer nonlinear, nonconvex optimization model. An optimization-simulation model has been developed in this study by integrating MODSIM river basin simulation model and Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. First, the possibility of defining an energy demand-node and applying a hydropower standard operating policy (HSOP) in MODSIM was provided. Then the extended simulation model (MODSIMP) was linked to the PSO algorithm with the objective function of maximization of the net benefit from the system’s design and operation over its projected life period. In the developed model, each objective function evaluation of PSO is performed by running MODSIMP. Analysis of the PSO-MODSIMP model results was done through its application to the problem of optimal design and operation of the Khersan multireservoir hydropower system as a real case study. Computational efficiency of the MODSIMP in simulating the operation of multireservoir hydropower systems and the flexibility of the PSO algorithm in considering the model nonlinearity has provided a promising modeling tool in tackling the problem of optimal design and operation of multi-reservoir hydropower systems.فرمولبندی برنامه ریاضی مسائل طراحی و بهرهبرداری بهینه، از منظر منابع آب، سدهای برقابی همراه با اعمال کنترل بر اعتمادپذیری بده انرژی، از نوع مدلهای بهینهسازی غیرخطی غیرمحدب با متغیرهای مختلط است. در این مطالعه یک مدل شبیهسازی- بهینهسازی، با تلفیق مدل حوضهای MODSIM به عنوان مدل شبیهساز و الگوریتم بهینهسازی دسته ذرات (PSO)، برای حل این رده از مدلهای پیچیده در مسائل چندمخزنه توسعه یافتهاست. در این روش ابتدا امکان تعریف نیاز برقابی و اعمال سیاست بهرهبرداری استاندارد برقابی از مخازن در مدل MODSIM فراهم شدهاست. سپس مدل شبیهساز بهبودیافته (MODSIMP) به الگوریتم PSO با تابع هدف حداکثرسازی سود خالص حاصل از طراحی و بهرهبرداری از سیستم مخازن و نیروگاهها در طول عمر مفید آن متصل گردیدهاست. در این مدل ترکیبی هر بار ارزیابی تابع هدف مدلPSO مستلزم فراخوانی و اجرای مدل MODSIMP میباشد. مدل پیشنهادی در تعیین مشخصات بهینه سیستم سهسدی خرسان شامل ظرفیت مخازن و توان تولید نیروگاهها به عنوان مطالعه موردی استفاده و نتایج حاصل از آن تحلیل شدهاست. با توجه به سرعت مدل توسعهیافته MODSIMP در شبیهسازی سیستمهای چندمخزنه برقابی و انعطاف الگوریتمهای فراکاوشی در اتصال به مدلهای شبیهساز و احتساب خصوصیات غیرخطی، مدل ترکیبی PSO-MODSIMP از قابلیت مناسبی در حل مسائل طراحی و بهرهبرداری بهینه از این سیستمها برخوردار است.دانشکده فنی دانشگاه تهراننشریه مهندسی عمران و نقشه برداری45720120220Effect of Joint Roughness on the Support Requirements for the Stabilization of Single and Twin Highway Tunnels Constructed in Jointed Rockتأثیر زبری درزهها در تعیین میزان حائل مورد نیاز برای پایدارسازی تونلهای تکی و دوقلو راه احداث شده در سنگهای درزهدار76377329023FAمسعودپلاسیAssistant Professor, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.علیکارگرHighway and Transportation Engineering Graduate, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.Journal Article19700101In this paper, the influence of joint roughness on the support requirements for the stabilization of highway tunnels constructed in jointed rock is investigated. For the numerical analysis, UDEC program which is based on distinct element method (DEM) is used. Several models are included in UDEC including elastic model, Mohr Coulomb model and null model for the blocks and point contact, area contact and Bandis-Barton model for the joints. Mohr Coulomb model is used for the blocks and area contact model is used for the joints in this research. Two joint sets dipping 70 and 130? with spacing of 1m are considered and it is assumed that all base characteristics of the joints remain the same in various analyses except the roughness of joints. The analyses are carried out both for single and twin tunnels. The distance between the twin tunnels have been selected in such a way that they do not affect each other. For the support system, a combination of shotcrete and rockbolt is used.
The results of the analyses indicate that the increase in joint roughness leads to the decrease in support requirements to a certain degree which are discussed in detail both for single and twin tunnels. It is also concluded that in general, twin tunnels each comprising two lanes for one direction require less support compared with the equivalent single tunnel.برای عبور از کوهستانهای مرتفع و پرشیب، به جای طولانی نمودن مسیر و ایجاد پیچهای زیاد که به منظور کاهش شیب طولی انجام میگیرد، میتوان از تونل استفاده کرد. تونلهای راه برحسب نوع مسیر به دو گروه تونلهای یک طرفه و دو طرفه تقسیم میشوند. در بزرگراهها با توجه به تعدد خطوط عبور، از دو نوع تونل شامل: تونلهای دوقلو (دارای دو مقطع کوچک مجزا با جریان یک طرفه) و تونلهای تکی (دارای یک مقطع بزرگ با جریان دو طرفه) استفاده میشود. هزینه ساخت تونلها عمدتاً به طول، مقطع حفاری و سیستمهای نگهدارنده مناسب جهت پایدارسازی جداره آنها، بستگی دارد. در این میان سیستم نگهدارنده مورد نیاز وابسته به نوع زمین و مشخصات ژئوتکنیکی آن است. در توده سنگهای درزهدار، زبری درزهها یکی از عوامل مهم در پایدار ماندن مقاطع تونلها به شمار میرود. در این مقاله تأثیر زبری درزهها در میزان پایدارکنندههای مورد نیاز برای تونلهای تکی و دوقلو راه با استفاده از روش مدلسازی عددی DEM، در قالب نرم افزار UDEC، مورد بررسی قرار داده میشود.دانشکده فنی دانشگاه تهراننشریه مهندسی عمران و نقشه برداری45720120220Semi-Active PID Control of a Sdof System under Seismic Excitation Using MR Damperکنترل نیمهفعال سازهی یک درجه آزادی به روش PID تحت تحریک زلزله با استفاده از میراگر MR77578929024FAسید امیر کیوانقربانی تنهاAssistant Professor, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.فلیکسوبرSenior Researcher, Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Structural Engineering Research Laboratory.مسعودمتولیAssistant Professor, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran & Head, Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Structural Engineering Research Laboratory.Journal Article19700101In this paper, semi-active vibration control of a single degree of freedom (SDOF) system under seismic excitation using magnetorheological (MR) damper is investigated. A Proportional-integral-derivative (PID) controller is used as the control algorithm. The present study just addresses the results of the numerical simulations performed in SIMULINK. The models of uncontrolled and controlled systems are made. For the controlled system, three different cases are considered: (a) ideal active control, (b) ideal semi-active control and (c) real semi-active control. Comparison of the results reveals that a properly designed semi-active control can considerably reduce the vibrations of the controlled system which is comparable to that of a fully active control.در این مقاله کنترل ارتعاشات یک سازهی یک درجه آزادی تحت اثر تحریک زلزله به روش نیمهفعال و با استفاده از میراگر MR مورد مطالعه قرار گرفتهاست. برای محاسبه نیروی کنترل از الگوریتم PID استفاده شدهاست. نتایج ارائه شده در این مقاله صرفاً مربوط به بخش شبیهسازی دینامیکی سازهی مزبور در محیط سیمولینک است. مدل سازه، کنترلکننده و حسگرها در محیط سیمولینک ساخته شده و نتایج برای حالات کنترل نشده، کنترلشده با سیستم کنترل فعال ایدهآل، کنترلشده با سیستم کنترل نیمهفعال ایدهآل و کنترلشده با سیستم کنترل نیمهفعال واقعی به دست آمده و مورد مقایسه قرار گرفتهاست. این نتایج نشان میدهد که با استفاده از روش کنترل نیمهفعال میتوان ارتعاشات سازه را به میزان چشمگیری کاهش داد به گونهای که نتایج بسیار نزدیک به حالت کنترل فعال باشد.دانشکده فنی دانشگاه تهراننشریه مهندسی عمران و نقشه برداری45720120220The Study of the Effect of Temperature, Binder Content and Compaction on Resilient Modulus of HMAبررسی تأثیر دما، درصد قیر و میزان تراکم بر مدول برجهندگی آسفالت79180229025FAسید محمدهاشمیMSc. School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.منوچهرلطیفی نمینAssociate Professor, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.Journal Article19700101In this study, the effect of temperature, binder content and compaction on the resilient modulus of hot mix asphalt (HMA) were studied. The samples were prepared by using gyratory compaction method. The resilient modulus of samples that were prepared with different binder content and compaction effort were determined by Indirect Tensile Method (ASTM – D4123). To increase the accuracy, the tests were conducted on two similar samples and the results were discussed by using both tests. The results show that with increasing temperature, decreasing binder content and increasing compaction effort, the resilient modulus of hot mix asphalt increase. Based on the results of this study, the variation of resilient modulus with temperature, binder content and gyration number was estimated by using a mathematical model. Comparison of the prediction of this model with experimental results shows that the model is acceptable.در این تحقیق اثر پارامترهای دما، درصد قیر و میزان تراکم بر روی مدول برجهندگی1 آسفالت بررسی شدهاست. نمونههای آسفالتی با روش تراکم ژیراتوری2 متراکم شدهاند. برای تعیین مدول برجهندگی نمونهها، از آزمایش کشش غیر مستقیم3 استفاده شدهاست و نمونههای ساخته شده با تراکمها و درصد قیرهای مختلف در دماهای مورد نظر تحت آزمایش کشش غیر مستقیم قرار گرفتهاند. برای افزایش دقت در هر حالت دو نمونه آزمایش شده و نتایج به دست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتهاند. نتایج به دست آمده نشان میدهد، مدول برجهندگی آسفالت، با افزایش دما و درصد قیر کاهش یافته و با افزایش تراکم افزایش مییابد. نحوه تغییرات مدول برجهندگی برحسب دما، در صد قیر و تعداد دوران به کمک رابطهای که از نتایج این تحقیق به دست آمده تقریب زده شدهاست. مقایسه پیش بینیهای این رابطه با نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد رابطه ارائه شده از دقت قابل قبولی برخوردار است.دانشکده فنی دانشگاه تهراننشریه مهندسی عمران و نقشه برداری45720120220Laboratory Investigation on the Resilient Modulus, Indirect Tensile Strength and Unconfined Compressive Strength of Cold In-Place Recycled Asphalt Mixes Using Foamed Bitumenبررسی آزمایشگاهی مدول برجهندگی، مقاومت کششی غیرمستقیم و فشاری تک محوری مخلوطهای آسفالت بازیافت شده با استفاده از کف قیر80382529026FAسعیدیوسف دوستM.Sc. of Road and Transportation Engineering, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.اورنگفرزانهAssistant Professor, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.علی محمداسماعیلیTechnical Deputies of Soil Mechanic Lab. Of Road and Transportation Ministry.امیراحمدیM.Sc. of Road and Transportation Engineering, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.Journal Article19700101There has been a dramatic growth in asphalt recycling and reclaiming as a technically and environmentally preferred way of rehabilitating deteriorated pavements over the last couple of decades. One of the latest asphalt recycling techniques is cold in-place recycling using foamed bitumen. In recent years, there have been a number of successfully implemented cold in-place asphalt recycling projects in Iran; and it seems that the utilization of this method is gaining more acceptances amongst the road authorities and the contractors. At the same time, endeavors to evaluate the performance properties of foamed bitumen mixes were started and are still in progress. The present research, studies the mechanical and the performance properties of foamed bitumen mixes. In the first phase of the project, the effect of aggregate grading, bitumen and cement content and compaction efforts, on resilient modulus and indirect tensile strength (ITS) of 144 foamed bitumen specimens (of various curing conditions) has been investigated and analyzed. In the next phase, the effect of above parameters on resilient modulus and unconfined compressive strength (UCS) of 108 different samples was studied. Results indicate that for the tested materials, changing the aggregate grading from coarse to fine didn’t have a significant effect on resilient modulus, ITS, UCS and the moisture susceptibility of the specimens. Also the effect of increasing bitumen content from two to four percent is negligible. On the contrary, adding one percent cement and increasing it to two percent considerably improved the moisture susceptibility and the mechanical properties of the mixes. Based on the obtained data, a regression model between resilient modulus and ITS of the foamed bitumen mixes was developed to facilitate the prediction of the resilient modulus based on the corresponding ITS values.یکی از جدیدترین روشهای بازیافت آسفالتهای قدیمی، روش بازیافت آسفالت به صورت سرد درجا با استفاده از کف قیر میباشد.. در سالهای اخیر کاربرد این روش در راهها و فرودگاههای ایران به تدریج گسترش یافته و به موازات آن تحقیقات آزمایشگاهی بر روی خصوصیات مکانیکی و عملکردی این مخلوطهای آسفالتی شروع شدهاست. در بخش اول تحقیق حاضر، با انجام آزمایش مدول برجهندگی و مقاومت کششی غیرمستقیم برروی 144 نمونه آسفالت کف قیر، تأثیر نوع دانهبندی، درصد قیر، درصد سیمان و میزان تراکم برروی مدول برجهندگی و مقاومت کششی غیرمستقیم نمونهها، در چهار حالت مختلف عمل آوری، بررسی شدهاست. سپس در ادامه، با انجام آزمایشهای لازم بر روی 108 نمونه دیگر، سعی شده تا تأثیر پارامترهای فوق روی مدول برجهندگی و مقاومت فشاری تک محوری مورد مطالعه قرار گیرد. نتایج به دست آمده نشان میدهند که تغییر دانهبندی مصالح خرده آسفالتی از ریز به متوسط و نیز تغییر میزان قیر اضافه شده از دو به چهار درصد، تأثیر نسبتاً کمی برروی مدول برجهندگی، مقاومت کششی غیرمستقیم، مقاومت فشاری تک محوری و بهبود حساسیت رطوبتی آسفالت بازیافت شده دارد. در مقابل، افزودن یک درصد سیمان و افزایش آن به دو درصد نقش قابل ملاحظهای در افزایش پارامترهای مذکور دارد. با استفاده از دادههای حاصل از این تحقیق، رابطه همبستگی بین مدول برجهندگی و مقاومت کششی غیرمستقیم جهت تخمین پارامتر نخست، بر اساس نتایج آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم ارائه شدهاست.دانشکده فنی دانشگاه تهراننشریه مهندسی عمران و نقشه برداری45720120220Application of Genetic Algorithm in Inversion of Raighly Waves Dispersion Curves of Array Measurement of Microtremores (Technical Note)کاربرد الگوریتم ژنتیک در آنالیز معکوس منحنی پراکندگی امواج رایلی میکروترمورهای آرایهای (یادداشت فنی)82783429027FAمحمد صادقصحرائیانFormer M.Sc, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.عباسقلندرزادهAssociate Professor, School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, I.R. Iran.علیکاوندPh.D Student, Dept. of Civil engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.Journal Article19700101Inversion analysis of dispersion curves for surface waves is one of recent and important applications in surface soil explorations. This is a challenging problem for linear inversion procedures to be used in evaluation of surface soil mechanical properties due to a highly non-linear nature of soil and to the possibility of large numbers of local minima and maxima of the objective function (multi-modality) in any inversion procedure. As the important outcome of the current study, Genetic algorithm (GA) method is utilized in optimizing the inversion of measured dispersion curves. The main objective of application of Genetic Algorithm in this study is to estimate unknown shear-wave velocity profile of soils in such a manner that the most conformity achieves between experimental dispersion curve obtained by Array measurements of microtremors and the theoretical dispersion curve obtained by the relations which are presented by Haskell (1953) based on wave-propagation theory in layered medium. GA firstly assumes random values for unknown parameters and then by using Selection, Crossover, Mutation and Elitism operators and producing new estimation for these parameters improves the results so that the results in each generation becomes more accurate. The effectiveness of the presented method is considered by an example presented in this study. The results of provided example show acceptable coincidence between the theoretical and experimental dispersion curves. Also, the shear-wave velocity profile of the example site obtained by the new method agrees well with the profiles which are obtained by another alternative method of determination of shear-wave velocity profile.آنالیز معکوس منحنی پراکندگی امواج سطحی یکی از مسائل کاربردی در شناسایی لایههای زمین میباشد. روشهای خطی آنالیز معکوس به علت طبیعت غیرخطی مسأله و امکان درگیر شدن عملیات بهینهیابی تابع هدف با جوابهای بهینه محلی، چندان قابل اعتماد نمیباشند. به همین منظور جهت افزایش اطمینان از عملیات آنالیز معکوس و دستیابی به جوابهای بهینه کلی مسأله، در این تحقیق از الگوریتم ژنتیک استفاده شدهاست. هدف نهایی الگوریتم ژنتیک در این مسأله عبارت است از یافتن پارامترهای مجهول مسأله که عبارتند از: ضخامت و سرعت موج برشی لایههای خاک به گونهای که بیشترین تطابق میان منحنی پراکندگی تجربی به دست آمده از میکروترمورهای ثبت شده به صورت آرایهای و منحنی پراکندگی تئوری به دست آمده از روابط ارائه شده توسط هسکل (1953) براساس تئوری انتشار امواج در محیطهای لایهای حاصل شود. الگوریتم ژنتیک درابتدا بهینهیابی را با فرض تصادفی مجهولات آغاز مینماید و با به کارگیری عملگرهای انتخاب، پیوند، جهش و نخبهگرا و تولید مجموعه جوابهای جدید در مسیر بهبود جوابها پیش میرود به گونهای که جوابهای هر نسل از جوابهای نسل قبل بهتر میباشند. قابلیتهای روش ارائه شده به وسیله مثالی نمونه بررسی شدهاست. در این مثال نشان داده شدهاست که اولأ روش ارائه شده تطابق بسیار خوبی بین منحنیهای پراکندگی تئوری و تجربی ایجاد مینماید و ثانیأ پروفیل سرعت موج برشی به دست آمده از این روش از مطابقت خوبی با سایر روشهای تعیین پروفیل سرعت موج برشی برخوردار است.دانشکده فنی دانشگاه تهراننشریه مهندسی عمران و نقشه برداری45720120220Assessment of Using of Knee Bracing in Retrofitting of Existing Steel Structures with Special Moment Resistant Frame System (Technical Note)بررسی امکان استفاده از بادبندهای زانویی در تقویت سازههای فولادی موجود با سیستم قاب خمشی ویژه (یادداشت فنی)83584329028FAغلامرضانوریAssistant Professor, Department of Civil Engineering, Kharazmi University, Tehran, Iran.رامینناصریMSc. Civil Engineer.Journal Article19700101In this paper, non-linear behaviors of structures with special moment resistant frame were studied and possibility of using knee bracing for retrofitting of those structures was examined. For this aim, the structures that have been designed according to the second edition of Iranian seismic code (2800), were selected. Those models have 3, 5 and 7 stories. To evaluating and retrofitting of models, non-linear static analysis and capacity spectra (ATC-40) method were applied and providing of the expected performance levels in FEMA356 was studied. Results showed that the response of structures that designed according to the previous edition of code (second edition) is not compatible with the criteria of third edition. The knee bracing system was used to seismic retrofit of those structures. It would be concluded that the using of knee bracing increases lateral stiffness and improves their energy dissipating capacity. Furthermore, the results showed that the shorter knees have the highest stiffness and ductility in the structures.در این مقاله، رفتار غیرخطی ساختمانهای با قاب خمشی ویژه بررسی شدهاند. این نمونهها به صورت سازههای 3، 5 و 7 طبقه بوده و براساس کلیهی ضوابط آئیننامهی 2800- ویرایش دوم طراحی شدهاند. برای ارزیابی و تقویت لرزهای نمونهها، از آنالیز استاتیکی غیرخطی و روش طیف ظرفیت ارائه شده در دستور العمل ATC-40 استفاده شدهاست. نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی بر روی نمونههای فوق نشان داد این ساختمانها پاسخگوی نیاز لرزهای استاندارد 2800- ویرایش سوم نبوده و تقویت این سازهها ضروری است. برای تقویت لرزهای این سازهها از بادبند زانویی استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از بادبند زانویی نه تنها میزان سختی جانبی این سازهها را افزایش میدهد، بلکه ظرفیت استهلاک انرژی این سازهها را 20 تا 90 درصد افزایش میدهد. همچنین در بین زانوییهای با طولهای مختلف، زانویی کوتاهتر سختی را تا حدود 5/2 برابر و شکلپذیری را حدود 10 الی 25 درصد افزایش میدهد.