بررسی تبعات شکست سد با نرم افزار MIKE11 (مطالعه موردی سد دز)

یکی از بزرگترین ریسکها در سد سازی، بحث شکست سد است که اگر به دقت شناخته شود و مطالعه در مورد آن صورت گیرد، ایمنی در مورد شکست سد بوجود می آید و احتمال وقوع خرابی و متحمل شدن هزینه های زیاد از بین می رود. کاهش ریسک بایستی در تمامی ابعاد و برای کلیه خطرات محتمل صورت پذیرد.­ ­در بررسی خطرات بایستی امکان هشدار و تخلیه مردم در پائین دست در نظر گرفته شود. بنابراین کاهش ریسک میتواند با برخورد جامع گرایانه، متعادل و کم هزینه گردد. در این راستا مسائلی که مستقیما به سد مربوط نمی­  باشند مانند آبگرفتگی در پائین دست، بایستی به دقت مورد مطالعه قرار گیرند. توجه دقیق بایستی به عواملی مانند سرعت تخریب سد، عمق و سرعت جریان، فاصله سد از مراکز جمعیت، کارایی سیستم هشدار سیلاب و وضعیت اقلیمی در شرایط سیلابهای نادر معطوف شود. این عوامل بعلاوه پارامترهای دیگر، عواقب تخریب سد را معیین میکنند با شناخت علل شکست سدها می توان به چاره جویی مناسب برای اصلاح آنها پرداخت و قبل از طراحی، با شناخت آنها اقدام به طراحی صحیح نمود.

بررسی پیامدهای ناشی از شکست سدها، از جمله مطالعاتی است که بر روی سدها ی ایران صورت می گیرد و یا خواهد گرفت. این موضوع بدلیل قرار گیری بسیاری از سدها در مجاورت مناطق مسکونی و شرایط خاص منطقه از نظر زلزله خیزی است. در این تحقیق تبعات پدیده شکست سد دز با نرم افزار MIKE11   مورد مطالعه قرار گرفت و با مقایسه نتایج با نتایج بدست آمده از روابط تجربی و همچنین نتایج بدست آمده از نرم افزارنمرود به این نتیحه رسیدیم که نرم افزار MIKE11 قادر است پهنه آبگرفتگیناشی از شکست سد را به خوبی مدل سازی کند.

شبیه سازی رواناب روزانه  با استفاده از الگوریتم PSO   در بهینه سازی مدل های حوضه آبریز

یکی از چالشها و اهداف عمده در هیدرولوژی مهندسی تعیین یک مدل بارش- رواناب مناسب جهت مشخص کردن پاسخ حوضه نسبت به یک بارش مشخص با استفاده از پارامترهای موجود در مدل است. پاسخ حوضه تابعی از مشخصات حوضه آبریز و مقادیر پارامترهای مدل است. لذا ضروری است که این پارامترها به نحوی مناسب برآورد گردند. کالیبراسیون مدل مستلزم بهینه کردن یک تابع هدف است، در این تحقیق ضریب کارآیی یا ضریب Nash & Sutcliffe به عنوان تابع هدف مد نظر قرار گرفت و بیشینه آن به طور خودکار جستجو گردید.

به منظور تحقق این امر از الگوریتم بهینه سازیPSO  (Particle Swarm Optimization) برای برآورد مقادیر پارامترهای مدل مفهومی بارش- رواناب ARNO، با استفاده از داده های مشاهداتی روزانه بهره گرفته شد و توسط آنها بهترین هیدروگراف روزانه محاسباتی مشخص گردید.

در این تحقیق، حوضه آبریز رودخانه کرج در بالادست ساختگاه سد امیرکبیر مورد مطالعه قرار گرفت. ورودی های مدلARNO  به صورت دو سری زمانی بارش و تبخیر و تعرق پتانسیل هستند. از آن جا که تبخیر و تعرق پتانسیل تابع دما است و با توجه به اختلاف ارتفاع زیاد نقاط مختلف حوضه، یک مدل رگرسیونی (بر اساس بهترین ضریب تعیین) به منظور محاسبه رابطه بین دما و ارتفاع، برای محاسبه دمای میانگین در هر روز پیشنهاد گردید. هم چنین با توجه به کوهستانی بودن و زیر صفر بودن دمای هوای بخش عمده ای از حوضه در فصول بارش، سهم عمده ای از نزولات جوی به صورت برف بوده و برف به مدت طولانی در این مکانها به صورت ذخیره باقی می ماند. از این رو اصلاح فایل بارش اولیه امری ضروری است. این کار با جدا کردن سهم برف از مجموع نزولات و اضافه نمودن مجدد برف ذوب شده و تشکیل یک فایل ثانویه بارش که بتوان آن را به عنوان ورودی به مدل بارش- رواناب معرفی نمود، انجام گردید.

در نهایت با اصلاح فایل بارش به عنوان ورودی اصلی مدل و هم چنین ساختن فایل تبخیر و تعرق پتانسیل، مدل مفهومی بارش رواناب ARNO توسط الگوریتم بهینه سازی PSO به صورت خودکار کالیبره شد و ضریب کارآیی (Sutcliffe & Nash) برابر 8108/0 در مرحله کالیبراسیون برای حوضه کوهستانی کرج به دست آمد.

سلامت سنجی سازه‌ای پلهای راه آهن، مطالعه موردی پل باقرآباد ورامین به منظور بررسی محدودیت‌های ناوگان ریلی

امروزه با توسعه روزافزون صنعت حمل ‌و نقل ریلی در جهان و همچنین کشور ما، راه‌اندازی قطار سریع‌السیر روزبه‌روز اهمیت بیشتری پیدا می­کند. به همین دلیل برنامه‌ریزی و سیاست­های حمل ‌و نقل در جهت آماده­سازی بستری مناسب برای مهیا نمودن خطوط ریلی موجود در راستای نیل به این هدف می­باشد. به این ترتیب باید وضعیت کنونی خطوط ریلی به دقت مورد بررسی و مطالعه قرار بگیرد تا نقاط ضعف آن شناسایی گردد. از جمله سازه­های مهم و استراتژیک در خطوط ریلی، پل­ها می­باشند.  پل­ها چه از منظر تکنولوژی ساخت و چه از منظر هزینه­های اجرایی، در جایگاه ویژه­ای از اهمیت قرار می­گیرند. به همین دلیل سلامت سنجی و مقاوم‌سازی پل­های راه آهن از مهم‌ترین برنامه­ها برای مهیا نمودن شبکه خطوط ریلی ایمن در بهره‌برداری از قطارهای سریع‌السیر می­باشد.

هدف از این مطالعه ارائه دستورالعملی برای تعیین حداکثر سرعت مجاز قطارهای سریع­السیر برای عبور از پل­های راه آهن موجود می­باشد. با توجه به عدم وجود آیین نامه و دستورالعملی مناسب به این منظور برای پل­های راه آهن، و همچنین نیاز روزافزون کشور به توسعه و راه‌اندازی قطارهای سریع‌السیر، نیاز به داشتن چنین دستورالعملی احساس می­شود. مطالعه حاضر دستورالعملی صریح و کاربردی به این منظور ارائه کرده که به طور کامل در فصل 4 توضیح داده شده است.

بر اساس نتایج به دست آمده می­توان گفت بسیاری از پل­های راه آهن که زمان ساخت آن‌ها به 50 تا 70 سال پیش برمی­گردد، تحت عبور قطارهای سریع­السیر مقاومت کافی را از خود نشان می­دهند. در این مطالعه عامل محدودکننده سرعت قطار عبوری، در مثال مورد بررسی، حداکثر شتاب وسط دهانه پل شناسایی شد. در این حالت اگرچه شتاب بیش از حد مجاز می­شود و سازه دیگر کفایت خدمت دهی ندارد، اما پل همچنان بدون آسیب‌دیدگی باقی می‌ماند. در این حالت با استفاده از تمهیداتی مناسب می­توان از طریق کنترل شتاب قائم وسط دهانه پل، سرعت حدی مجاز قطارها را افزایش داد.

شبیه سازی عددی رفتار خاک تحت تراکم دینامیکی (مطالعه موردی بندر بوشهر)

تراکم دینامیکی یکی از روش­های بهسازی خاک­های سست می­باشد. در این روش با اعمال ضربات سنگین به سطح خاک میزان تراکم و در نتیجه ظرفیت باربری آن افزایش می­یابد. این امر از طریق انتقال انرژی به وسیله امواج صورت می­گیرد. تراکم دینامیکی یک روش تجربی بوده و برای هر محل بر اساس مشخصات زمین آن محل و امکانات در دسترس، مؤثرترین و اقتصادی ترین الگو انتخاب می­شود. با وجود کاربرد گسترده این روش اساس طراحی آن هنوز تجربی یا نیمه تجربی است و فرآیندهای درگیر در مسئله به طور کامل مشخص نشده است. بنابراین در این تحقیق جهت بررسی و تعیین الگوی بهینه عملیات تراکم دینامیکی، پروژه انجام گرفته در بندر بوشهر بصورت عددی شبیه سازی شده است.

در تحقیق حاضر، مدلسازی عملیات تراکم دینامیکی در خاک­های دانه­ای با استفاده از روش تفاضل محدود و نرم افزار FLAC^2D انجام شده است. با استفاده از فرض تقارن محوری تنها نیمی از توده خاک و کوبه به صورت دو بعدی مدل شده است. برای مدلسازی اثر ضربه به سطح خاک از تاریخچه زمانی تنش استفاده شده است. برای تحلیل تراکم دینامیکی خاک­ از مدل رفتاری موهر کولمب استفاده شده است.

نتایج نشست نهایی کوبه با نتایج اندازه­گیری شده در پروژه تراکم دینامیکی مجتمع کشتی سازی شهید محلاتی بندر بوشهر مورد مقایسه قرار گرفته است و تطابق خوبی بین مقادیر اندازه گیری شده و به دست آمده در مدل عددی وجود دارد. همچنین با مقایسه مقادیر چگالی نسبی نهایی در لایه روانگرا در منطقه و مدلسازی عددی، تطابق قابل قبولی بین این مقادیر مشاهده شد.

با استفاده از نتایج مدلسازی و پس از تعیین ماکزیمم کرنشهای ایجاد شده در مدل، می‌توان میزان بهسازی در اعماق مختلف را تخمین زد و مقادیر بهبود یافته هر یک از پارامترهای توده خاک را پیش بینی کرد. با انجام این تحلیل برای ضربات متوالی، می‌توان میزان تاثیر هر یک از ضربات را نیز در رسیدن به حدنهایی بهسازی و افزایش پارامترهای مهندسی توده خاک تعیین کرد و نیز تعداد ضربات لازم برای رسیدن به حد مطلوب بهسازی را تعیین کرد. همچنین با بررسی افزایش چگالی نسبی در عرض می­توان الگوی مناسب برای شبکه کوبش بدست آورد.

شبیه‌سازی کمی و کیفی جریان آب‌های زیرزمینی دشت ایج با استفاده از نرم‌افزار GMS

کنترل و نظارت بر میزان استخراج منابع آب زیرزمینی، بخصوص در مناطقی که از نظر اقلیمی جزء مناطق کم باران به حساب می‌آیند، یک اصل مهم و اساسی در استفاده پایدار از این منابع است. هدف از انجام این پایان نامه، شبیه‌سازی جریان آب‌های زیرزمینی دشت ایج با استفاده از نرم افزار GMS بود. همچنین نواحی گیرش برخی چاه‌های مهم منطقه توسط کد MODPATH و شبیه‌سازی کیفی روند حرکت آلودگی در آب‌های زیرزمینی این دشت ناشی از وجود لندفیل فرضی با استفاده از کد MT3DMS در شرایط مختلف انجام گرفت. در نهایت در قسمت کمی مدلی به دست آمد که قادر است با دریافت ورودی‌ها به صورت میانگین سالانه، وضعیت سطح آب زیرزمینی دشت، به همراه جهت جریان و سرعت آن را تا حد قابل قبولی پیش بینی کند. در قسمت کیفی نیز جهت حرکت و غلظت آلودگی برای مکان و زمان‌های مختلف به دست آمد. نتایج نشان داد که برای دو سلول مشخص، با دو برابر شدن نرخ نفوذ آلودگی به آب زیرزمینی، غلظت آلودگی در سلول شماره یک دو برابر و در سلول شماره دو بیش از دو برابر می‌شود. همچنین اگر غلظت اولیه ماده آلاینده در لندفیل دو برابر شود غلظت در سلول شماره یک و دو نیز دو برابر می‌شوند.

روش‏های بازیافت پسماند جامد حاصل از  پالایش مجدد روغن‏موتور کارکرده

در میان مراحل تصفیه روغن‏ها، فرایند رنگبری روغن، از مهم‏ترین بخش‏هاست که رنگبری با جذب سطحی، رایج‏ترین روش بوده و خاک رس، پرکاربردترین جاذب مورد استفاده در این مرحله می‏باشد. از طرفی، دفع رس رنگبر به‏عنوان پسماند کارخانه‏های تولیدکننده روغن، مشکلات زیاد زیست محیطی و اقتصادی را برای این کارخانه‏ها به همراه دارد. بنابراین، با بازیافت پسماندهای واحدهای تصفیه دوم روغن‏موتور مستعمل، علاوه‏بر بازگرداندن میزان قابل‏توجهی خاک رس به چرخه صنعت، صرفه‏جویی در مصرف آن و کاهش هزینه‏های مربوط به خریداری رس جدید، بر روی مقدار زیادی روغن موجود در آن نیز جداسازی صورت گرفته و حجم زیادی پسماند خطرناک با قابلیت اشتعال خودبه‏خودی نیز احیا خواهد شد. هدف تحقیق پیش رو، بررسی آزمایشگاهی پاک‏سازی خاک رس رنگبر استفاده شده در تصفیه روغن‏موتور، به روش استخراج با حلال بوده‏است. در این تحقیق، با استفاده از حلال متیل‏اتیل‏کتون (MEK)، به بررسی تأثیر عوامل احتمالی بر بازدهی این فرایند، از جمله SCR (نسبت حلال به خاک رس)، مدت‏زمان استخراج، دانه‏بندی و سرعت چرخش همزن مغناطیسی(درجه اختلاط) بر روی میزان روغن‏موتور استخراج‏شده پرداخته شده‏است. در بررسی‏های صورت‏گرفته، مهم‏ترین عامل تأثیرگذار در به‏دست‏آمدن بازده مناسب، میزانSCR  بوده و در بررسی اثر دانه‏بندی بر راندمان، بیشترین بازده خروجی مربوط به نمونه دانه‏بندی‏نشده است. در نهایت با در نظر گرفتن دو عامل تأثیرگذار SCR با دامنه 52/9-48/2 میلی‏لیتر بر گرم و مدت‏زمان فرایند با محدوده 40-5 دقیقه، به روش رویه پاسخ (RSM)، دست به طراحی آزمایش زده و با استفاده از نرم‏افزار Minitab، مدل کلی این آزمایش‏ها، صحت و دقت مدل ارائه‏شده، مورد بررسی قرار گرفته‏اند. در بهترین بازده به‏دست‏آمده، در بالاترین میزان SCR و مدت‏زمان 5/22 دقیقه، %60/88 از روغن موجود در خاک استخراج شده‏ و دقت مدل خروجی، بالای %96 برآورد شده‏است.

ساده سازی روش تحلیل آسیب پذیری ساختمان های متداول فولادی  به کمک روش طراحی براساس عملکرد

یکی از گام­های مؤثر در فرآیند بهسازی و مقاوم­سازی لرزه­ای ساختمان­ها، تعیین میزان آسیب­پذیری سازه­ها به شمار می­رود. از آن­جا که روش­های موجود برای تحلیل آسیب­پذیری سازه­ها اغلب پیچیده بوده و هیچ محدودیتی برای ساختمان­های کوتاه مرتبه، میان مرتبه و بلند مرتبه در آن­ها در نظر گرفته نشده­است، از این رو در این تحقیق سعی بر آن است که روش­های موجود به نحوی ساده­سازی گردند که برای تحلیل آسیب­پذیری ساختمان­های متداول فولادی کاربرد داشته باشد. از طرفی این ساده­سازی باید به گونه­ای باشد که بتواند آسیب­پذیری سازه را براساس ظرفیت واقعی آن تعیین کند. برای این منظور، در این تحقیق از روش تحلیل مکانیزم­های جانبی ساده­شده (SLaMA) که در دستورالعمل NZSEE (نشریه جامعه مهندسین زلزله نیوزلند) ارائه شده­است، استفاده می­گردد.

در این تحقیق 3 ساختمان قاب خمشی فولادی که براساس آئین­نامه­های موجود در کشور طراحی شده­اند، مورد بررسی قرار گرفته­است. سپس این ساختمان­ها با روش­های پوش­آور و براساس معیارهای عملکردی که در دستورالعمل­های FEMA-356 آمده­است مورد ارزیابی قرار می­گیرند. پس از آن، قاب­های مورد نظر را به کمک روش SLaMA که یک روش حل دستی است، مورد بررسی قرار می­دهیم. در ادامه، سازه­های مورد نظر تحت آنالیزهای تاریخچه زمانی تحلیل می­شوند تا در آنها شاخص خسارت پارک و انگ محاسبه گردد. در تمامی این تحلیل­ها معیار بررسی خرابی سازه­ها شکست اولین مفصل در اعضای سازه­ای براساس سطح عملکرد آنها (که در دستورالعمل FEMA-356 سطح CP مدنظر است) می­باشد. سپس قاب­ها تحت آنالیز دینامکی غیرخطی افزاینده (IDA) قرار می­گیرند تا بتوان سطح عملکرد فروریزش را در سطح شکست کلی سازه مورد ارزیابی قرار داد.

در نهایت روش­های موجود و از جمله روش SLaMA را به کمک پارامتری به نام  که حداکثر شتاب     زمین­لرزه را که منجر به خرابی مورد نظر در سازه می­شود، با یکدیگر مقایسه می­نماییم. مقایسه نتایج بدست آمده نشان می­دهد که علاوه بر این که این روش کارایی لازم را دارد ، پیچیدگی های روش های متداول به خصوص تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیر خطی را  نیز  ندارد. همچنین از دقت مناسبی برای ارزیابی آسیب پذیری برخوردار است.

تعیین نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات (PSO)

امروزه با افزایش تعداد وسایل نقلیه،تقاطع­های همسطح دچار مشکلات بسیاری هستند.راهکارهای متفاوتی برای رفع این مشکل وجود دارد که در حال حاضر تبدیل تقاطع همسطح به تقاطع غیرهمسطح بسیار مورد توجه مهندسین قرار گرفته است.اما مدلی که با در نظر گرفتن عوامل مختلف تقاطع غیرهمسطح بهینه را تعیین کند،وجود ندارد و نیاز به چنین مدلی کاملاً احساس می­گردد.دراین تحقیق سعی شده است تا مدلی برای انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح با در نظر گرفتن عوامل مؤثر ارائه گردد. .تقاطع­های مورد بررسی در این تحقیق، تقاطع­های جهتی، شبدری کامل، نیمه شبدری، تک­نقطه­ای و لوزی می­باشند که با استفاده از نرم­افزار AIMSUN شبیه­سازی می­شوند.پارامترهای درنظر گرفته شده برای هر کدام از تقاطع­ها، میزان تولید آلاینده­های هوا، میزان مصرف سوخت و زمان سفر می­باشند. مقدار پارامترهای ذکر شده از خروجی­های نرم­افزار AIMSUN به دست می­آیند و سپس تمامی آنها به هزینه تبدیل می­گردند. سپس با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات ( PSO) ادامه­ی پژوهش انجام می­گیرد که این الگوریتم برای احجام ترافیکی 1000 ، 3500 و 6500 وسیله نقلیه در ساعت،به ترتیب تقاطع­های غیرهمسطح جهتی ،لوزی و تک­نقطه­ای را به عنوان تقاطع غیرهمسطح بهینه ارائه نموده است.

تعیین نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات (PSO)

امروزه با افزایش تعداد وسایل نقلیه،تقاطع­های همسطح دچار مشکلات بسیاری هستند.راهکارهای متفاوتی برای رفع این مشکل وجود دارد که در حال حاضر تبدیل تقاطع همسطح به تقاطع غیرهمسطح بسیار مورد توجه مهندسین قرار گرفته است.اما مدلی که با در نظر گرفتن عوامل مختلف تقاطع غیرهمسطح بهینه را تعیین کند،وجود ندارد و نیاز به چنین مدلی کاملاً احساس می­گردد.دراین تحقیق سعی شده است تا مدلی برای انتخاب نوع بهینه تقاطع غیرهمسطح با در نظر گرفتن عوامل مؤثر ارائه گردد. .تقاطع­های مورد بررسی در این تحقیق، تقاطع­های جهتی، شبدری کامل، نیمه شبدری، تک­نقطه­ای و لوزی می­باشند که با استفاده از نرم­افزار AIMSUN شبیه­سازی می­شوند.پارامترهای درنظر گرفته شده برای هر کدام از تقاطع­ها، میزان تولید آلاینده­های هوا، میزان مصرف سوخت و زمان سفر می­باشند. مقدار پارامترهای ذکر شده از خروجی­های نرم­افزار AIMSUN به دست می­آیند و سپس تمامی آنها به هزینه تبدیل می­گردند. سپس با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات ( PSO) ادامه­ی پژوهش انجام می­گیرد که این الگوریتم برای احجام ترافیکی 1000 ، 3500 و 6500 وسیله نقلیه در ساعت،به ترتیب تقاطع­های غیرهمسطح جهتی ،لوزی و تک­نقطه­ای را به عنوان تقاطع غیرهمسطح بهینه ارائه نموده است.