آب های زیرزمینی یکی از منابع اصلی آبیاری زمین های کشاورزی و گیاهان می باشند. آلودگی این منابع به فلزات سنگین در محدوده مراکز صنعتی که پساب خود را به محیط تخلیه می کنند و تجمع این فلزات در بافت های گیاهان آبیاری شده با آب حاوی فلزات سنگین، از معمول ترین طرق انتقال این فلزات به انسان می باشد. پالایشگاه تهران نیز یکی از مراکز صنعتی مهم در حومه شهر تهران می باشد که از آب های زیرزمینی محوطه آن برای آبیاری گیاهان محدوده پالایشگاه تهران استفاده می گردد. لذا در این تحقیق میزان و نوع فلزات سنگین موجود در آب های زیرزمینی محوطه و حذف آنها با هدف آبیاری فضای سبز وگیاهان مورد بررسی قرار گرفته است. برای تعیین نوع و میزان فلزات سنگین موجود، از 4 چاه محوطه که امکان نمونه گیری وجود داشت، نمونه برداشت شده و میزان غلظت فلزات سنگین آهن، کروم (iii)، کروم (vi)، کادمیوم، سرب، نیکل و مس اندازه گیری شد. نتایج بدست آمده تماماً پایینتر از حد استاندارد آبیاری و حتی غیر قابل تشخیص بودند. از آنجاییکه فلز کروم شش ظرفیتی یکی از سمی ترین فلزات سنگین می باشد که در صورت ورود به بدن جانداران، در غلظت های بالا منجر به مرگ نیز می گردد و از فلزات سنگین معمول در خروجی اکثر پالایشگاه های جهان می باشد، برای بررسی روش جذب توسط کربن فعال در تحقیق حاضر انتخاب گردید. بدلیل کمبود امکانات آزمایشگاهی و همچنین تاخیر در هماهنگی و ارائه مجوز از طرف پالایشگاه تهران برای آغاز تحقیق و انجام نمونه گیری، روش جذب پیوسته به کمک کربن فعال و تأثیر تغییر غلظت اولیه و دبی بر روند جذب مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق محلول کروم با غلظت های 10، 20 و 30 میلی گرم بر لیتر با دبی های 25/1 و 50/2 میلی لیتر بر ثانیه برای هر غلظت اولیه از داخل ستون جذبی کربن فعال به قطر 5 و ارتفاع 30 سانتیمتر عبور داده شد و اعتبار ایزوترم های لانگموار و فرویندلیش برای جذب کروم بررسی شده و ضرایب جذب و ظرفیت جذبی کربن برای هرکدام از مراحل آزمایش بدست آمده است. نتایج آزمایشات، رسم منحنی های جذب و محاسبات انجام گرفته نشان می دهند که ایزوترم فرویندلیش تطابق بیشتری با روند جذب کروم در کربن فعال دارند. مقادیری که برای ضریب kf این ایزوترم به دست آمده به طور میانگین برابر 02/0 بدست آمد. مقادیر بدست آمده برای ضریب 1/n از 31/0 تا 03/2 متغیر می باشند. بیشترین مقادیر ظرفیت جذبی کربن برابر 02/0 میلی گرم کروم به ازای یک گرم کربن فعال و مربوط به عبور محلول با غلظت اولیه 30 میلی گرم بر لیتر می باشد.

در بسیاری از نقاط جهان خواص مکانیکی خاک برای مقاصد عمرانی مناسب نمی باشد. بعضی از ساختمان ها، جاده ها، خطوط راه آهن معمولآ نشست می کنند و نیازمند نگهداری هستند. خاکریزها و شیب ها ناپایدار می شوند و سواحل و رودخانه ها در معرض فرسایش قرار می گیرند. زمین لرزه ها نیز می توانند باعث روانگرایی رسوبات شل شده و در نهایت به سازه ای که در بالای آن قرار گرفته آسیب می رسانند. همچنین پروژه های احیاء اراضی که موضوع اساسی و مهم آنها تراکم مصالح می باشد نیازمند یک شیوه کارا و کم هزینه می باشد.بهسازی خاک می تواند یکی از کاراترین شیوه ها برای پروژه هایی از این قبیل باشد. بهسازی خاک با افزودن موادی به آن به منظور بهبود خواص مکانیکی( تراکم پذیری ،سختی، مقاومت برشی،نفوذپذیری و...) انجام می پذیرد. رسوب میکروبی سنگ آهک (mcp) مقاومت و سختی خاک ماسه ای را افزایش می دهد و این یکی از مقرون به صرفه ترین روش هایی است که می تواند جایگزین مناسبی برای سیمان شیمیایی در بسیاری از پروژه های بهسازی باشد. mcp نتیجه هیدرولیز اوره توسط آنزیم اوره آز ترشح شده از میکروارگانیزم ها می باشد. به واسطه این واکنش آنزیمی، ph افزایش می یابد و کریستال سنگ آهک روی سطح ذرات و بین حفرات خاک رسوب می کند و نهایتا منجر به اتصال ذرات به یکدیگر و انسداد حفرات خاک می شود. در این روش سازگار با محیط زیست، مقادیر کمتری انرژی و هزینه مصرف می شود. در این تحقیق از یک سویه باسیلوس هوازی اختیاریsporosarcina pasteurii (dsm33) به عنوان میکروارگانیزم تولید کننده اوره آز برای رسوب کربنات کلسیم استفاده گردید. برای تحلیل نتایج از تفسیر آزمایش مقاومت فشاری تک محوری محدود نشده ،سه محوری زهکشی شده ، xrd و sem استفاده شد. مقاومت فشاری بدست آمده 1/7 مگاپاسگال بود که از نقطه نظر مکانیکی این مقاومت در محدوده مقاومت فشاری سنگ های نرم قرار می گیرد و گویای این موضوع است که رسوب میکروبی کریستال سنگ آهک، خاک ماسه ای ریزدانه را به ماسه سنگ تبدیل نموده است. این مقاومت در پروژه های بهسازی خاک، بیش از حد معمول (2-5 مگاپاسکال) است. بنابراین این روش می تواند در خاک های دانه ای برای بهبود خواص مکانیکی خاک، افزایش ظرفیت باربری، کنترل فرسایش، پایدار سازی شیب ها و کاهش خطرات روانگرایی مورد استفاده قرار گیرد. کلید واژه: رسوب میکروبی سنگ آهک، سمنتاسیون زیستی، مقاومت فشاری تک محوری محدود نشده، آزمون سه محوری، sporosarcina pasteurii، بهسازی زمین

دال مجوف به عنوان دال تخت با شبکه های دوطرفه می باشد که معمولا برای سازه های پیشرفته جهت کاهش بار مرده به کار می رود به طوریکه باعث توزیع بهتر بار جانبی در سازه تحت بار زلزله می شود. اطلاعات در مورد رفتار و مقاومت دال مجوف بتن مسلح بتنی نسبتامحدود می باشد. از نظر هندسی دال مجوف شامل یک سری مقاطع tوl شکل می باشد که به صورت موازی و عمود بر هم در هر جهت قرار می گیرند. در این دال وجود تیرچه ها باعث کاهش بار مرده نسبت به دال تخت می شود و همچنین سختی مناسبی در مقابل بار زلزله جانبی و بار ثقلی در سازه از خود نشان می دهد.در این تحقیق جندین مدل دال مجوف، دال تیرچه ای یکطرفه ودال تخت به وسیله نرم افزار اجزای محدود مورد استفاده قرار گرفت و نتایج از نظر اقتصادی مورد مقایسه قرار گرفه بود که نشان می داد کاهش بتن زر دال باعث افزایش صرفه اقتصادی و استفاده موثر از مصالح بتن و فولاد می شد.همچنین دال ها از نظر مقاومت و سختی تحت بار ثقلی و بار جانبی مورد مقایسه قرار گرفت و میزان تغییر مکان متوسط طبقات در سازه های ساخته شده با دال مجوف و تیرچه ای یکطرفه مورد ارزیابی قرار گرفته است. و در نهایت روش هایی برای اجرای ساده این نوع دال ارائه شده است.

در مسائل مهندسی پی، پذیرفتن این واقعیت که عکس العمل خاک به تغییر مکان شمع و به عبارت دیگر تغییر مکان شمع به پاسخ خاک بستگی دارد، تحلیل شمع تحت بار جانبی را با مشکلاتی مواجه کرده است. رایج ترین روش طراحی شمع تحت بار جانبی استفاده از مفهوم فنرهای وینکلر با منحنی های غیرخطی p-y می باشد. به هر حال استفاده از این منحنی ها برای شمع های با قطر زیاد سوال برانگیز است زیرا آنها بر اساس قطرهای نسبتاً کوچک توسعه یافته اند. ضریب عکس العمل بستر، ثابت خاک نمی باشد بلکه یک رابطه مفهومی بین فشار خاک و تغییرشکل است که به عوامل گوناگونی نظیر قطر شمع، نوع بارگذاری، تغییرات خطی مدول الاستیسیته نسبت به عمق و نسبت پواسون بستگی دارد. در تحقیق حاضر سعی شده که جنبه های مختلف تاثیر قطر شمع بر ضریب عکس العمل بستر با استفاده از روش عددی و به کمک نرم افزار flac3d مورد بررسی قرار گیرد. در این مطالعه مشخص شد که اثر افزایش قطر شمع بر نرخ کاهش ضریب عکس العمل بستر در سطح تغییر مکانهای کمتر از مقاومت نهایی خاک، کمتر از مقدار مشابه آن در سطح تغییر مکانهای بیشتر از مقاومت نهایی خاک می باشد. همچنین مشخص شد که تغییرات خطی مدول الاستیسیته نسبت به عمق در قطر های کوچک تاثیر کمی بر پاسخ خاک تحت بار جانبی دارد ولی با افزایش قطر شمع اثر آن نیز بیشتر می شود. کلید واژه: فنرهای وینکلر، ضریب عکس العمل افقی بستر، منحنی p-y، مقاومت نهایی خاک

در راستای پیش بینی مناسب تر اندرکنش سطوح سازه ای با خاک بررسی و ارزیابی و ارائه ی الگوهای متناسب این کار لازم و ضروری است. در این راستا یک الگو رفتاری کشسان-خمیری چندصفحه ای با قابلیت پیش بینی رفتار ناهمسان محیط دانه ای در مرزه سازه معرفی و به کار گرفته میشود. در این راستا ابتدا نظریات و روابط حاکم بر اندرکنش خاک و سازه در حالت عمومی و تحلیل عددی معادلات ارائه میگردد. در ادامه الگو رفتاری کشسان- خمیری سطح زیربارگذاری در قالب نظریه چند صفحه ای تبیین شده و کاربرد آن در تحلیل اندرکنش سازه-خاک مورد بررسی قرار میگیرد. در این راستا با تبیین یک الگو رفتاری کشسان-خمیری مناسب و جایگذاری آن در برنامه اجزاء محدودی smat قابلیت برنامه را ارتقاء داده و سپس به الگوسازی و تحلیل مسئله پرداخته میشود. با کالیبراسیون الگو روی نتایج آزمایشگاهی برای خاک مورد نظر، فراسنجهای الگو را برای خاک مورد نظر به دست آورده و جهت حصول اطمینان از نتایج به دست آمده صحت عملیات صورت گرفته را میسنجیم. در پایان نیز صحت الگوسازی و حل عددی مسئله پیشروی(رانش لوله در فرآیند حفاری ریزتونل) را با نتایج تجربی مقایسه میکنیم.

توانمندی انسان برای تولید باران و تعدیل آب و هوا به عنوان یکی از راه های استحصال آب در بسیاری ار کشورها خاصه کشورهایی که بحران آب را پیش روی خود دارند مطرح است بنابراین انسان همواره به دنبال منابع و راه های نوین برای برطرف کردن این مشکل می باشد. یکی از منابعی که از توجه انسان ها به دور مانده ابرهایی هستند که به علت برخورد با کوه ها از حرکت بازمانده وبه جای باران زایی از بین می روند. به صورت طبیعی کوه ها به عنوان منابع حرارت که تابش خورشید را جذب می کنند باعث شکل گیری و حرکت ابرها می شوند اما در مواقعی که گرمای لازم جهت حرکت وجود ندارد ابرها برای مدت زمانی در پشت کوه ها محبوس می شوند از اینرو بررسی روند مصنوعی ایجاد گرما که موجبات آزاد شدن ابرها را از پشت کوه ها فراهم آورد مسئله نوینی است که در این پایان نامه به آن پرداخته شده است. هدف از انجام این الگوسازی تعیین دمای مناسب جهت حرکت ابر در شرایط جوی متفاوت و ارتفاع های مختلف می باشد. نتایج حاصل شده نشان می دهد ایجاد اختلاف دما در زیر ابر در یک روز از فصل های مختلف باعث جا به جایی ابر شده و با در نظر گرفتن شرایط دیگر شاید بتوان این الگو را به حقیقت مبدل کرد. در جهت ارزیابی امکان انتقال ابر به سطوح بالاتر با اعمال گرما، الگویی دو بعدی از کوه طراحی وجا به جایی در شرایط پایداری و مکانی مختلف در سه ارتفاع 300، 500، 700 متری از کف دره در دو روز در فصل های بهار و پاییز برای ابر در نظر گرفته شده است و در آخر مقایسه ای میان نتایج حاصله با یکدیگر و همچنین با شرایط طبیعی انجام شده است. در مدلی دیگر حرکت ابر در اثر اعمال گرما و همچنین وجود باد میانگین 2 متر بر ثانیه در منطقه بررسی و با دیگر الگوها مقایسه شده است. در این الگو انتقال با اعمال منبع حرارتی یکنواخت در شیب کوه و کف دره جهت ایجاد جریان همرفتی مدنظر می باشد تا از این طریق ابر همراه با حرکت هوا جا به جا شود.

تحقیق حاضر دربرگیرنده نتایج حاصل از مدل سازی عددی رفتار حرارتی محیط متخلخل در تبادل انرژی با سیستم پمپ های گرمایشی ترکیب شده با کلکتورهای خورشیدی است. برای این منظور مدل های رفتاری متعددی با نگرش های متفاوت در رابطه با بررسی فرایندهای انتقال توأمان حرارت و رطوبت در خاک ارائه و مورد بحث قرار می گیرد، که در این میان با انتخاب یک رویکرد خاص، نسبت به تهیه روابط و معادلات لازم برای ارزیابی هدف تعیین شده در قالب یک مدل رفتاری پیشنهادی اقدام خواهد شد. لذا با تعیین شرایط حدی حاصل از تبادل انرژی با جاذب گرمای تابشی خورشید، از یک لوله u شکل تحت فشار و مدفون در محیط بصورت قائم، برای سنجش رفتار ترمودینامیکی خاک در دو حالت رطوبتی اشباع و غیراشباع با ارائه سری معادلات متمایز استفاده می گردد. بدین ترتیب برای هر یک از مراحل توزیع، انتقال و بازپخش انرژی ذخیره شده در منبع زمین، با اعمال شرایط اولیه و حدی حاکم بر پهنه مورد بررسی، اثر هر یک از پارامترهای ترمودینامیکی اجزاء، تغییر شرایط محیطی و چگونگی کارکرد پمپ حرارتی در طی دو فرایند انتشار و استخراج گرما از محیط بصورت بررسی تغییرات زمانی و مکانی میدان دما و سرعت سیال جاری شده مورد تحلیل قرار می گیرد. همچنین باید اشاره داشت که برای انجام تحلیل عددی دستگاه معادلات دیفرانسیل حاصل از روش کلاسیک اجزای محدود در حالت دینامیکی مبتنی بر بکارگیری توابع شکل مکانی و زمانی بهره گرفته می شود. در ادامه نتایج قابل حصول، بررسی کمی جریان های همرفت قابل تولید در محیط مورد ارزیابی و چگونگی روند تغییرات دینامیکی هریک نسبت به تغییر در گرادیان درجه حرارت و محتوای حجمی رطوبت به تفصیل مورد بحث قرار می گیرد. همچنین برای اطلاع از میزان راندمان کلی طرح در هر دو حالت رطوبتی، مقدار حجمی انرژی دریافتی، تلف شده و قابل ذخیره سازی بصورت تجمعی در نقاطی مشخص حول منبع در طول زمان، تعیین و منحنی میانگین کل انرژی ذخیره شده در محیط در بازه زمانی مورد نظر ارائه خواهد شد. در فصل آخر نیز نیم نگاهی به ارزیابی یک سیستم معین از پمپاژ حرارتی در منبع زمین شده است که ضمن معرفی انواع مختلفی از این گونه سامانه ها نسبت به عملکرد حرارتی خازن تعریف شده در قالب مثالی مشابه سازی شده اقدام می شود. لذا با انتخاب یک شبکه قائم برای آن، می توان اقدام به تعریف مسأله ای مشخص در راستای جذب، انتشار و البته برداشت گرما از خاک محل برای دو حالت اشباع و غیراشباع نمود. برای این منظور قبل از شروع تحلیل مسأله با توجه به دستگاه معادلات از پیش تعیین شده برای هر یک از شرایط موجود در محل، مروری بر روش های تحلیل ساختار قائم از سیکل ترکیبی پمپاژ گرما انجام گرفته است. نظر به استفاده از روش های عددی برای حل معادلات، خلاصه ای از تاریخ گسترش روش های تحلیل عددی برای ارزیابی سیستم پمپاژ گرما در منبع زمین نیز مطرح خواهد گردید. در انتها به عنوان یک نتیجه کلی از کار می توان گفت که هرگونه تغییر ترمودینامیکی در شرایط ایجاد شده برای خازن حرارتی مورد بحث تابعی از تعداد و فاصله مبدل های حرارتی مورد استفاده با توجه به نوع سیستم انتخابی برای پمپاژ گرما به زمین است که با توجه به نیاز و یا شرایط منطقه مورد هدف قابل تغییر خواهد بود. لذا از این طریق نحوه به اصطلاح آرایش لوله های تبادل کننده حرارت در زمین قابل طراحی و بررسی می باشد.

تأثیر زیانبار آلودگی هوا بر انسان و محیط زیست بر هیچ کس پوشیده نیست. مشکلات سلامتی و اقتصادی ناشی از آلودگی هوا، توجه بسیاری از محققان را در دهه های اخیر به خود جلب کرده است. پیش بینی غلظت آلاینده های معیار با توجه به برهم کنش آنها با سه عامل شرایط جوی، توپوگرافی و تولید آلاینده نقشی موثر در ساز و کار تصمیم سازی برای مقابله با آلودگی هوا بازی می کند. صنعت بهره برداری نفت جزء صنایع مهم و درآمدزا می باشد. لذا همگام با پیشرفت این صنایع بحث آلودگی آنها نیز باید مورد توجه قرار گیرد. از مهمترین اثرهای مخرب زیست محیطی در بخش بهره برداری نفت می توان به گازهای خروجی از فلرها اشاره کرد. آگاهی از نحوه پخش و پراکنش آلاینده ها از فلرهای مناطق بهره برداری می تواند در تعیین ایستگاه های کنترل و کیفیت هوا منطقه، حفظ ایمنی کارکنان، انجام اصلاحات زیست محیطی در جهت بازیافت این گازها و سایر موارد مورد استفاده قرار گیرد. پخش آلاینده های co ، ?no?_x و ?so?_2 مهمترین آلودگی ناشی از فلر های مناطق بهره برداری نفت محسوب می شود. از اینرو در این رساله چگونگی پخش این آلاینده ها از یک فلر ظرفیت پایین بدون عامل اختلاط با استفاد از الگوسازی دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی قرار گرفته است. الگوسازی دوبعدی دینامیک سیالات محاسباتی برای پیش بینی چگونگی پخش این آلاینده ها از فلر از طریق حل عددی با روش حجم محدود انجام شده است. بدین منظور محدوده ای به ابعاد 286 × 2050 متر به عنوان دامنه محاسباتی در نظر گرفته شده است . این دامنه به 66000 حجم کنترلی چهار وجهی تقسیم و برای آشفتگی از الگو k-? rng استفاده شده است . در ابتدا مقادیر پیش بینی شده غلظت با مقادیر اندازه گیری شده مورد مقایسه قرار گرفته است و خطای کمتر از 10 درصد برای میزان غلظت هر سه آلاینده بیانگر تطابق خوبی برای محاسبه غلظت با استفاده از روش عددی بوده است. هم چنین نمودارهای پیش بینی غلظت آلاینده ها در سطوح مختلف مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته و مقایسه ای میان این مقادیر بدست آمده با مقادیر استانداردهای مجاز انتشار و هوای پاک صورت گرفته است. میزان آلاینده co هم از استاندارد مجاز انتشار و هم هوای پاک بیشتر بوده و میزان آلاینده های ?no?_x و ?so?_2 تنها از استاندارد مجاز اولیه هوای پاک بیشتر بوده است اما در هر سه مورد بررسی های لازم جهت اقدامات زیست محیطی لازم و ضروری می باشد. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد که دینامیک سیالات محاسباتی ابزاری بسیار مفید و توانمند برای الگوسازی پخش آلاینده ها در هوا می باشد .

سیستم مورد توجه در این تحقیق، شامل یک محیط متخلخل تغییرشکل پذیر غیر هم دما که توسط سه فاز سیال آب، نفت و گاز اشباع شده است، می باشد. معادلات حاکم بر سیستم مذکور شامل سه دسته معادلات توازن جرم، توازن مومنتوم و توازن انرژی است. این معادلات بر اساس تئوری مخلوط ها استخراج شده اند. گسسته سازی معادلات نیز بر پایه ترکیبی از روش اجزاء محدود و روش کنترل حجم اجزاء محدود بنا شده که ضمن تضمین بقاء جرم و انرژی در حالت کلی و محلی، تمام قابلیت های روش اجزاء محدود را در مدل سازی محیط های با هندسه نامنظم و ناهمگن دارا است. صحت عملکرد مدل مذکور با استفاده از نتایج آزمایشگاهی موجود و نتایج عددی ارایه شده در مراجع معتبر بررسی شده و تطابق خوبی بدست آمده است. نکته مهم دیگری که در این تحقیق مورد دقت قرار گرفته است در نظر گرفتن آثار مکانیکی محیط اطراف مخزن بر میزان بازدهی مخزن می باشد. اثر مذکور در تحقیق حاضر با استفاده از تعریف سختی های معادل گره ای در مرزهای مخزن به مدل اعمال شده است

عوامل مختلفی مانند کیفیت پایین مصالح مصرفی ، عدم یکپارچگی و انسجام دردیوارها ، نداشتن پی مناسب و عدم کلاف بندیهای افقی و قائم مناسب ، سنگین بودن سقف سازه ، وجود بازشوهای بیش از حد در دیوارها و ... نیز در انهدام سازه های بنایی و خشتی در برابر بارهای جانبی موثرند. در سازه های خشتی و بنایی، به دلیل صلبیت زیاد دیوارها ، عمده نیروی زلزله توسط آنها جذب شده و در صورت تجاوز نیروهای ایجاد شده از ظرفیت دیوارها و با توجه به رفتار ترد آنها، ناگهان فرو ریخته و به دنبال آن سقف نیز فروخواهد ریخت. آسیب پذیر بودن اغلب این نوع سازه ها در زلزله، وقوع هرزلزله ای حتی با بزرگی متوسط را تبدیل به فاجعه ای بشری میکند.تخریب و دوباره سازی اینگونه سازه ها راه حل اقتصادی مناسبی نمیتواند باشد، بلکه شناخت رفتار اینگونه سازه ها و روشهای مقاوم سازی آنها امری مهمتر است. از این رودر نقاط مختلف دنیا به دنبال وقوع زلزله های ویران کننده محققین به فکر استفاده از روش های گوناگون برای مقاوم سازی این گونه سازه ها افتادند. در سالهای اخیر استفاده از پلیمرهای تقویت شده با الیاف (frp) به عنوان یک راهکار مناسب جهت بهبود رفتار سیستم مقاوم جانبی و حفظ پایداری ساختمانهای بنایی موجود مطرح بوده که عوامل متعددی بر کیفیت این نوع مقاوم سازی تاثیرگذار است. با توجه به اینکه انجام مطالعات آزمایشگاهی نیاز به صرف هزینه و زمان زیادی است لذا انجام کارهای عددی در کنار مطالعات آزمایشگاهی لازم و مفید به نظر می رسد . در این پایان نامه سعی شده است تا با استفاده ازمدل سازی عددی مبتنی بر اجزا محدود ، اثر استفاده از الیاف پلیمری بر سازه های خشتی و میزان بهره وری آن بررسی شود . در همین راستا دیوار و سازه خشتی در حالات مختلف بارگذاری با استفاده از آرایشهای مختلف، مقاومسازی شدند و در نهایت نتایج آنها ارائه شد.

سدسازی از هزاران سال پیش آغاز شده و اکنون بیش از 45000 سد بزرگ در جهان موجود است. با رشد فناوری در زمینه ماشین‏آلات عمرانی، سدهای سنگریزه‏ای در کنار دیگر انوع سدها پدیدار شده‏اند که در این نوع سدها، سازه آب‏بند یا بصورت لایه بر بالادست سد و یا در داخل سد به عنوان هسته قرار می‏گیرد. به‏منظور طراحی و ارزیابی ایمنی یک سد سنگریزه‏ای رویه بتنی ، دانستن رفتار آن در شرایط مختلف بارگذاری ضروری می‏باشد. دال رویه سد سنگریزه‏ای رویه بتنی، سازه آب‏بند کلیدی است که پاسخ بارگذاری‏های مختلف را مشخص می‏کند. دال رویه، سختی قابل توجهی را نسبت به لایه‏های شنی قرار گرفته در مجاورت خود دارد و نیز اندرکنش قوی در سطح تماس بین آنها بوجود می‏آید. از این رو دانستن رفتار سطح تماس بین دال رویه و لایه قرار گرفته شده بر آن ضروری می‏باشد. با بکارگیری الگوی چند صفحه‏ای، امکان بررسی دقیق مسیرهای تنش و کرنش در صفحات و جهات مختلف و نیز لحاظ کردن غیرهمسانی ذاتی مواد امکان‏پذیر می‏باشد. لازم به ذکر است که در این پایان‏نامه در استفاده از قالب چند صفحه‏ای، از نظریه آسیب پیوسته استفاده شده است که تأثیر پیدایش و رشد و انتشار ترک در مقیاس ریز را در کاهش سختی و مقاومت در مقیاس مهندسی آشکار می‏سازد. به‏منظور حصول اطمینان از نتایج، الگوی پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی موجود در مقالات معتبر صحت‏سنجی شده است و در نهایت با بکارگیری آن در روش اجزای محدود به بررسی و حصول پاسخ سد سنگریزه با رویه بتنی پرداخته شده است. تحقیقات محدودی در زمینه بررسی اندرکنش بین دال رویه و لایه زیرین، بخصوص در مورد سدهای سنگریزه رویه بتنی با ارتفاع زیاد انجام شده است. بر اساس بررسی‏های انجام شده در این پایان‏نامه، رفتار استاتیکی و دینامیکی سد در دو حالت مخزن خالی و پر مورد تحلیل قرار گرفته شده است. تنش‏های کششی ایجاد شده در دال بتنی بعد از احداث سد، با اعمال فشار هیدرواستاتیکی آب بر رویه بالادست کاهش یافته است. در حالت دینامیکی نیز اثر اعمال فشار هیدرواستاتیکی آب بر کاهش تنش کششی دیده شده است. در حالت زلزله نقطه‏ای بحرانی که تنش کششی زیادی را متحمل شده است مورد بررسی قرار گرفته و صفحاتی از آن که متغییر تابع آسیب نزدیکتر به عدد یک می‏باشد، نشان داده شده است که در این صفحات احتمال رخداد ترک بیشتر می‏باشد.

چکیده رفتار سدهای خاکی / سنگریزه ای واقع در دره های تنگ شدیداً متأثر از اثرات سه بعدی است. نسبت طول تاج به ارتفاع سد بر اثر سه بعدی، تأثیرگذار است و در مواردی که فاصله تکیه گاه ها سد کم و در واقع دره سد تنگ است، انجام تحلیل سه بعدی ضروری است. تحقیق حاضر تلاشی است برای بررسی اثر سه بعدی دره تنگ بر رفتار سد سنگریزه ای رودبار لرستان که با 185 متر طول تاج و 155 متر ارتفاع (l/h=2.1) در جنوب غربی ایران واقع شده است. در راستای این هدف تحلیل های سه بعدی با استفاده از نرم افزار midas gts انجام گرفته و نتایج حاصله برای بررسی قوس زدگی و ضریب فشار آب حفره ای در دوران ساخت با یکدیگر و همچنین با نتایج ابزار دقیق موجود مورد مقایسه قرارگرفته است. کلیدواژه: سدهای خاکی/سنگریزه ای، اجزائ محدود، ابزار دقیق، سد رودبار

چکیده: امروزه ساخت سدهای سنگریزه بدلایل مزایای آن بسیار مورد استقبال قرار گرفته است. در این نوع سدها، آب‏بند می‏تواند بصورت روکش بر بالادست سد قرار گیرد یا در داخل هسته‏ی سد. روکش آب‏بند در سدهای سنگریز می‏تواند از نوع آسفالت باشد یا از نوع بتن و هسته نفوذناپذیر معمولا از رس می‏باشد. استفاده از سد سنگریزه با روکش آسفالتی در ایران می‏تواند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد. زیرا کشور ایران یکی از کشورهای نفت خیز جهان محسوب می شود و قیمت تمام شده مصالح نفتی در آن به نسبت خیلی از کشورها، ارزان تر تمام می شود. از آنجا که تحقیقات کمی در زمینه چگونگی رفتار روکش آسفالتی در این نوع سدها بسیار کم انجام شده است، در این پایان نامه سعی شده است به بررسی اندرکنش بین لایه آسفالتی و سد سنگریزه پرداخته شود. با بکارگیری الگوی چند صفحه‏ای، امکان بررسی دقیق مسیرهای تنش و کرنش در صفحات و جهات مختلف و نیز لحاظ کردن غیر همسانی ذاتی مواد امکان پذیر می‏باشد. لازم به ذکر است که در استفاده از قالب چند صفحه‏ای استفاده شده است. به‏منظور حصول اطمینان از نتایج، الگوی پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی موجود در مقالات معتبر صحت سنجی شده است و در نهایت با بکارگیری آن در روش اجزای محدود، پاسخ سازه مورد بررسی قرار گرفته شده است.

مسئله حمل و نقل رسوب در رودخانه ها جزء موضوعات مدرن زیست محیطی محسوب می شود. حمل رسوب باعث از بین رفتن لایه بارور رویین خاک و کاهش محصولات دانه ای، اختلال در اکوسیستم آبی، کاهش کیفیت آب، حمل فلزات سنگین، افزایش هزینه تصفیه، کاهش حجم مخازن، افزایش فرسایش و ... می شود. مسئله کمبود منابع و مشکلات مربوط به کیفیت آب در ایران، بر اهمیت این مسئله افزوده است. این مطالعه بر موضوع حمل بار معلق رسوب در رودخانه ارس متمرکز شده است. بار رسوب در این رودخانه باعث پایین آمدن کیفیت آب و ایجاد مشکلاتی در زمینه مصارف شرب و کشاورزی در استان های آذربایجان غربی و شرقی شده است. از این رو بررسی وضعیت رسوب و پیش بینی غلظت آن، می تواند کمک شایانی در زمینه مدیریت کیفیت آب رودخانه داشته باشد. منطقه مورد مطالعه حد فاصل بند آگاراک تا روستای قره چیلر واقع بر مرز استان آذربایجان شرقی و کشور ارمنستان است. در این مطالعه الگویی یک بعدی در زمینه حمل بار معلق رسوب ارائه شده است. جهت جداسازی معادلات و حل آن از روش عددی تفاضل محدود به همراه روش مشخصات در مرزها استفاده شده است. همچنین برای نوشتن کد مربوطه، زبان برنامه نویسی ویژوال c++ بکار رفته است. در الگوی ارائه شده، توزیع دانه های بستر به شکل غیر یکنواخت در نظر گرفته شده و سه سناریو برای مطالعه توزیع دانه ها و تاثیر تجمع و توده ای شکل شدن آنها ارائه شده است. همچنین برای محاسبه ظرفیت انتقال مقطع، احتمال وضعیت قرارگیری دانه ها نسبت به هم محاسبه شده است. بعلاوه در یک سناریوی اصلاح شده اثر دما بررسی شده و اثر ph، tds، bod و do بر غلظت بار معلق مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت سنجش الگوی ارائه شده، غلظت بار معلق اندازه گیری شده، با داده های بدست آمده از الگوی عددی قیاس شده است. در این مقایسه مشاهده شد که داده های الگو و داده های واقعی انطباقی درحدود 92% دارند و میانگین خطای محاسباتی برای هر سه سناریو در حدود 8% است. این امر نشانگر قابلیت مناسب الگوی ارائه شده در زمینه پیش بینی مقدار غلظت بار معلق در رودخانه ارس است.

مسئل? حرکت پی بستر سدها در حین زلزله، از جمله مسائلی است که در صورت احداث سد بر روی یک بستر دارای شبک? گسلی فعال، بسیار پراهمیت و خطرناک خواهد بود. در حال حاضر عموماً در طراحی سدها، این پدیده از دید طراحان مغفول مانده است و از اثرات لغزش گسل‏های ساختگاه سد در حین زلزله که باعث ایجاد جابجایی‏ هایی در منطقه می‏ شود، صرف نظر گردیده است. در این تحقیق برای نشان دادن میزان تاثیرگذاری مکانیزم حرکتی بلوک‏های بستر در حین زلزله برروی سد، الگوی عددی سد رودبار لرستان به عنوان یک سد در حال ساخت بر روی یک بستر دارای شبک? گسلی فعال، بر اساس اطلاعات و گزارش‏های تخصصی موجود، توسط نرم ‏افزار midas gts ساخته شده است. با بررسی نتایج مدل‏سازی انجام شده نسبت به مدل مشابه فاقد بستر گسل‏دار، مشخص شد که میزان اثرات ناشی از جابجایی بلوک‏ها در حین زلزله، بسیار قابل ملاحظه می ‏باشد. لذا توصی? اکید می‏ شود حتماً در طراحی این قبیل پروژه‏ ها، رفتار حرکت بلوک‏های بستر سد در الگوسازی عددی مربوطه در نظر گرفته شود.

لرزه نگاری یکی از شاخه های مهندسی است که به بررسی و ثبت آثار حاصل از حرکت انواع امواج ایجاد شده در زمین می پردازد. در این رشته برای صرفه جویی در وقت و هزینه برای پیش بینی آثار ذکر شده از روش های عددی کمک گرفته می شود. اما مدل سازی زمین و حرکت امواج در آن به دلیل عواملی مانند هندسه پیچیده، ناهمگنی های زیاد، عوارض مختلف زمین و نیز ناپیوستگی های موجود در زمین کار پیچیده ایست. به این دلیل جایگزینی رفتار لایه های مختلف زمین با یک رفتار و معادل سازی آن می تواند در مدل سازی با روش های عددی بسیار مفید باشد. این تحقیق کوششی است برای معادل سازی رفتار یک خاک لایه ای و جایگزینی خاک چند لایه با یک لایه خاک به نحوی که بتواند معرف رفتار کل توده خاک برای عبور موج از آن در آزمایش های برجای دینامیکی (با کرنش کوچک) و همچنین در زلزله باشد، به وسیله روش المان محدود، به طوری که بتواند پاسخ زمین را پیش بینی کند. برای این منظور از داده های مطالعاتی سایت سد رودبار لرستان و داده های زمین لرزه در حد فاصل شهرستان های بروجرد و درود (دشت سیلاخور) در استان لرستان برای مدل سازی استفاده شد. اطلاعات به دست آمده از مدل اجزاء محدود با رفتار معادل کل زمین ارائه و با اطلاعات به دست آمده از آزمایش برجا و نیز شتاب نگار در زمین با لایه های مختلف، مورد مقایسه قرار گرفت.

ایجاد ترک و رشد آن، در مسائل ژئوتکنیکی، نظیر پایداری شیروانی ها، خشک شدن خاک ها، شکست هیدرولیکی در سدهای خاکی و...، از اهمیت فراوانی برخوردار است. از آنجا که مطالعه این مسائل در مقیاس آزمایشگاهی بسیار سخت و پرهزینه است، از مدل سازی عددی استفاده می شود. استفاده از روش اجزاء محدود و مدل ترک چسبنده یکی از روش های متداول مدل سازی مسائل ترک دار است. از مدل ترک چسبنده برای تعیین دقیق انرژی شکست مصالح استفاده می شود. در این تحقیق از المان های با ضخامت صفر برای مدل سازی ترک چسبنده استفاده می شود. ابتدا روابط مربوط به محیط متخلخل و قانون چسبندگی ارائه می شوند. سپس با مدل سازی عددی مطالعات آزمایشگاهی صورت گرفته توسط سایر محققین در حالت تک فاز، مشخصات قانون چسبندگی دو خطی و سه خطی در خاک های مختلف به صورت عددی تعیین شده و بهترین قانون چسبندگی مناسب برای هر کدام از نمونه های خاکی ارائه می شوند. در انتها برای بررسی رشد ترک در شرایط دوفازی، آزمایش های صورت گرفته در مورد خشک شدگی نمونه های خاکی و نیز شکست هیدرولیکی در خاک ها، مدل سازی شده و نتایج مقایسه می شوند.

چکیده ندارد.

مخازن نفتی دارای لایه بندی هایی با درجات بالای ناهمگنی در گستره مقیاس های مختلف می باشد. علاوه بر آن، پدیده های مختلف فیزیکی رفتار سیال را در سلسله مراتب متفاوت تحت تأثیر قرار می دهند. اما به هر روی شبیه سازی کامل حرکت فازهای سیال و تغییر شکل های فاز جامد که در برگیرنده تمام این مقیاس ها باشد بالاتر از گستره توانایی محاسباتی سخت افزارهای متداول امروزی می باشد. از این رو جهت غلبه بر این کمبود هر پدیده فیزیکی می بایست در گستره تأثیر خود مورد ارزیابی قرار گیرد. در این تحقیق حرکت فازهای سیال و تغییر شکل فاز جامد توسط ساختارهای جداگانه در مقیاس های مختلف تعیین خواهند گردید. در این رساله روش اجزاء محدود با روش چندمقیاسی احجام محدود برای حل معادلات فازهای سیال و فاز جامد ترکیب گردیده اند. برهم کنش فازهای سیال و فاز جامد از طریق تنیدگی دو طرفه تکرار شونده برقرار گردیده است. در این روند، الگوی ترکیبی چندمقیاسی چندفیزیکی ژئومکانیکی m3gm ارائه شده است. الگوی m3gm نه تنها خصوصیات روش چندمقیاسی احجام محدود را در بردارد بلکه با استفاده از ویژگی های روش اجزاء محدود ارتقاء یافته است.

بررسی رفتار خاک ها در اثر بارگذاری های متفاوت از مهمترین مسائل در مهندسی ژئوتکنیک می باشد. رفتار خاک ها وابسته به پارامتر های متعددی نظیر دانه بندی، جنس دانه ها، نحوه بارگذاری، تاریخچه تنش و غیره است. عدم هم محوری جهات تنش اصلی و کرنش اصلی پدیده ای است که در سال های اخیر توجه فراوانی را به خود جلب کرده است. این پدیده ناشی از ناهمسانی در رفتار خاک است. الگو های رفتاری که بر اساس مستقل های تنش و کرنش عمل می کنند، قادر به ارائه عدم هم محوری خاک در جهات مختلف نیستند. در این پایان نامه از نظریه چند صفحه ای برای بررسی عدم هم محوری استفاده شده است. این نظریه علاوه بر توانایی اعمال خواص ریزسنجی خاک مانند نسبت تخلخل، جنس دانه ها و رفتار انبساطی و انقباضی خاک، قادر به اعمال بارگذاری در جهات مختلف است. به عبارتی این نظریه رابط میان خواص ماکروسکوپی و میکروسکوپی است. در این پایان نامه ابتدا نتایج حاصل از چرخش محور های اصلی در رفتار خاک بررسی گردیده و سپس عدم هم محوری آن نشان داده شده است.

تعیین فراسنج های رفتاری خاکهای درشت دانه از مشکلات بزرگ در مهندسی ژئومکانیک است ، زیرا امکان انجام آزمایشهای مختلف در آزمایشگاه برروی خاکهای درشت دانه موجود نمی باشد . هدف از این پایان نامه تعیین فراسنج های رفتاری این گونه خاکها به کمک آزمایش صحرائی بارگذاری صفحه برروی زمین مورد نظر است . انجام این پایان نامه به کمک تعیین الگوی عددی خاک تحت تاثیر آزمایش بارگذاری صفحه و مقایسه نتایج آن با نتایج حقیقی رفتار خاک است .

شالوده های شمعی در بستر سازه ها ازاهمیت و حساسیت ویژه ای برخوردار می باشند و اهمیت ویژه اندرکنش شمع با محیط خاکی بهدلیل امکان لغزش جداره ی شمع با خاک و ایجاد تنش هایی که در خاک و شمع در جوار هم ایجاد می شود عملکرد مکانیکی شمع را بطور موثر تحت تأثیر قرارداده و شایسته است تا با الگوسنجی مناسب ویژگی های رفتاری خاک و اندرکنش آن بطور دقیق تری ارزیابی شود تا طراحی ایمن و اقتصادی شالوده های شمعی حاصل شود. در این تحقیق قصد برآن است که با استفاده از روش عددی و الگوی رفتاری مناسب تغییرشکل پذیری خاک اطراف شمع و اندرکنش شمع و خاک بررسی شود. الگوی کشسان- خمیری بکارگرفته شده، براساس نظریهی چندصفحهای با قابلیت اعمال ناهمسانی ذاتی و تحمیلی در خاک و سطح تماس خاک با شمع است. این الگو دارای قابلیت پیشبینی ویژگی های رفتاری مانند غیرهمسان بودن ، اثر چرخش محورهای اصلی تنش و کرنش در هنگام تغییرشکلهای خمیری در ماده و بالاخره قابلیت پیشبینی امتداد مکانیزم گسیختگی در بخشهای مختلف سازه است.