@article{ author = {emami, ebrahim and Kheiroddin, Ali and Sharbatdar, mohamm}, title = {Investigation of Steel Curb Effect on Nonlinear Behaviour of Reinforced Concrete Frames With Finite Element Method}, abstract ={It is required to rehabilitate the existing structures due to many reasons including the retrofitting of damaged structures under earthquakes or the need to strengthen or retrofit an undamaged structure designed based on old building codes. So, the rehabilitation and retrofit of structures against seismic loads is unavoidable. This paper presents the results of a nonlinear finite element analysis of an ordinary reinforced concrete frame and also strengthened frame by steel prop and curb under monotonic lateral load. The effect of steel prop on linear and nonlinear behavior of reinforced concrete frame and also increasing the rigidity, ultimate strength, rate of energy absorption and ductility parameter of frame are investigated. The experimental results of a one-bay and one-story reinforced concrete frame are considered and after calibrating the numerical results against it, the mentioned parameters have been investigated. Numerical results show that using steel curb and prop box in compression and tension state with 5,7.5,10 cm2 area in frame will considerably increase the rigidity, ultimate strength and decrease the ultimate displacement of frame. Furthermore, the yielding of steel prop as a preliminary defensive system against lateral loads will increase the energy absorption and ductility and also will decrease the stresses in panel zone.}, Keywords = {Rehabilitation,RC frame,Steel Curb,Prop Box,Finite Element}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {1-15}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تاثیر دستک فلزی بر رفتار غیر خطی قابهای بتن آرمه به کمک روش المان محدود}, abstract_fa ={به دلایلی ممکن است سازه های موجود نیاز به بهسازی داشته باشند که این عمل، شامل احیاسازی سازه های آسیب دیده توسط یک زلزله یا عوامل دیگر، یا مقاوم سازی و تقویت یک سازه خسارت ندیده که با آیین نامه های بارگذاری و طراحی ویرایش قدیم یا حتی بدون کد، طراحی و ساخته شده اند، می شود، لذا بهسازی سازه های مقاوم در برابر زلزله امری ضروری بنظر می رسد. در این مقاله نتایج تحلیل غیر خطی المان محدود یک قاب بتن آرمه معمولی و همچنین تقویت شده با دستک و طوقه فلزی، تحت بار جانبی افزاینده نشان داده می شود. تاثیر دستک فلزی بر رفتار خطی و غیر خطی قاب بتن آرمه و همچنین افزایش سختی، مقاومت نهایی و میزان جذب انرژی و شکل پذیری قاب مورد بحث قرار می گیرد. نتایج آزمایشگاهی یک قاب بتن آرمه یک دهانه یک طبقه انتخاب شده و پس از کالیبراسیون مدل عددی و اطمینان از صحت و دقت نتایج، پارامترهای مذکور بررسی می شوند. نتایج تحلیل کامپیوتری نشان می دهد که استفاده از طوقه و دستک فلزی بصورت فشاری و کششی با مساحت 5 ‏‏, 5/7 و10 سانتیمتر مربع در قاب مورد نظر، باعث افزایش قابل توجه سختی و مقاومت نهایی و کاهش تغییر مکان نهایی قاب بتن آرمه می شود. همچنین دستک با جاری شدگی خود به عنوان سیستم دفاعی اول در برابر بارهای جانبی، می تواند مانند فیوزی، جذب انرژی و میزان شکل پذیری را افزایش دهد و تنشهای ناشی از بار جانبی را در اطراف چشمه اتصال کاهش دهد.}, keywords_fa = {مقاوم سازی- قاب بتن آرمه- دستک- طوقه فلزی- المان محدود}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-11187-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-11187-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {Ouhadi, Vahi}, title = {Lead Retention of Carbonated Kaolinite in the Adsorption and Electrokinetics Processes}, abstract ={Electrokinetics is a common and practical method for contaminant removal from fine grain soils. In spite of several researches performed on the factors affecting the application of electrokinetics method for contaminant removal from soils, there are still extensive attentions of researches on the influence of soil components on the efficiency of this method upon contaminant removal. The main objective of this research is to investigate on the impact of carbonate elimination and contaminant concentration on the Pb removal from carbonated kaolinite in electrokinetics process. To achieve this objective a natural kaolinite sample which had 4% natural carbonate and a carbonate eliminated kaolinite were laboratory contaminated with 5 and 20 cmol/kg-soil of lead nitrate. After achieving equilibrium, the laboratory contaminated samples were dried in oven at 40 centigrade temperature for 96 hours. Then, 27% water was added to samples as initial water content. To achieve homogeneous distribution of water content, the sample was kept in a plastic bag for 24 hours. Then sample was passed through #10 sieve to have a more homogeneous sample. Finally, the soil sample was compacted in five layers at dry density of 1.7 g/cm3 in the electrokinetics cell. Then, the electrokinetics method was performed on these samples for contaminant removal. Electrokinetics experiments performed for a 240 hours period. After the end of experiment, the soil sample was taken from cell and sectioned in 5 slides. Each slice was analyzed for water content, soluble and adsorbed contaminant. In addition to electrokinetics experiment, buffering capacity test was performed by titration of soil sample with nitric acid. For this purpose, the diluted nitric acid in 1:10 soil:acid solution was added to sample. The soil solution sample kept on the shaker for 96 hours. After equilibrium the pH of soil solution was measured. This experiment was performed for different concentration of nitric acid. The final type of experiment include batch equilibrium experiment in which different concentrations of 5, 10, 20, and 30 cmol/kg-soil of lead nitrate was prepared. Then 20 milligram of each solution was added to 2 grams of kaolinite sample. After the shaking period and centrifuging the sample, the pore fluid was analyzed to measure the soluble and retained heavy metal. The results of experimental study indicate that the reduction of carbonate in carbonate rich kaolinite and an increase in contaminant concentration causes a reduction in soil buffering capacity. This means that as the concentration of carbonate in soil sample decreases, one faces with a reduction in contaminant retention capacity of soil. In addition, in such a case a reduction in pH happens which consequently enhances the contaminant removal from soil. Furthermore, carbonate elimination causes an increase in contribution of electro-osmosis on soil improvement which is followed by water content variation and consolidation of soil.}, Keywords = {Electro-Osmosis,Electrokinetics,kaolinite,Carbonate,Contaminant Removal}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {17-30}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مطالعه نگهداشت آلاینده سرب در نمونه‌های کائولینیت حاوی درصدهای مختلف کربنات طی فرایندهای جذب و الکتروسینتیک}, abstract_fa ={در مهندسی ژئوتکنیک زیست¬محیطی، الکتروسینتیک به عنوان روشی کارآمد در رفع انواع آلودگی¬ها از خاک¬های ریزدانه مورد استفاده قرار گرفته¬است. هرچند که محققان زیادی به¬منظور رفع آلودگی از خاک¬ها از روش الکتروسینتیک استفاده نموده¬اند اما هنوز تأثیر اجزاء خاک بر بازده این روش توجه محققین بسیاری را به خود جلب کرده¬است. در مناطق خشک و نیمه خشک جهان از جمله ایران، کربنات¬ها یکی از اجزاء اصلی بسیاری از خاک¬ها می¬باشند. همچنین کربنات¬ها به عنوان یکی از عوامل اصلی افزایش خاصیت بافری خاک شناخته شده¬اند. کربنات¬ها در مقایسه با سایر مکانیسم¬ها مانند فاز تبادلی، مواد آلی و مواد آمرف بیشترین نقش را در نگهداشت فلزات سنگین ایفاء می¬کنند. علیرغم تحقیقاتی که در این زمینه صورت گرفته¬است به موضوع نگهداشت آلاینده فلزسنگین در نمونه¬های حاوی درصدهای مختلف کربنات طی فرایند جذب و الکتروسینتیک توجه کمتری شده¬است. پژوهش حاضر با هدف تعیین تأثیر کربنات¬زدائی و میزان غلظت اولیه آلاینده بر رفع فلز سنگین سرب (Pb) از کائولینیت کربنات¬دار در فرایند الکتروسینتیک انجام شده¬است. در این راستا نمونه¬های کائولینیت حاوی 4% کربنات طبیعی، و نمونه¬های کربنات¬زدائی شده با دو غلظت 5 و 20 سانتی مول بر کیلوگرم- خاک آلاینده سرب مورد آزمایش رفع آلودگی به روش الکتروسینتیک قرار گرفتند. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که کاهش کربنات در کائولینیت کربنات¬دار، سبب کاهش در ظرفیت بافرینگ، پایین بردن pH، کاهش قابلیت نگهداری یون¬های فلزات سنگین و در مجموع افزایش بازده رفع آلودگی می¬شود. همچنین مکانیسم الکترواسمزی نیز در اصلاح رفتار خاک عمل نموده و تغییرات درصد رطوبت و تحکیم در نمونه¬ها مشاهده می¬شود.}, keywords_fa = {الکترواسمزی,الکتروسینتیک,کائولینیت,کربنات,رفع آلودگی خاک}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-6710-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-6710-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {1, 1 and Farsijani, Ali}, title = {The effect of moisture content on the shear strength parameters of plastic fine soils}, abstract ={The effect of matric suction on shear strength of soil, because of its dominant role in geotechnical modelling, has received the attention of researchers in this filed. This research is focused in investigating the effect of matric suction on shear strength of a fine soil. The physical properties of the soil are determined. All samples are passed through No. 200 sieve. The soil is a high plasticity soil which is classified CH according to the unified classification system. The filter paper method is performed to extract the soil water characteristic curve. In addition to its simplicity, one of the major advantages of this method is the vast range of suctions can be measured by it. Specimens were compacted at identical void ratio with different water contents. Suctions are inferred from empirical relations that relate the suction to the measured moisture content of filter paper which has been in contact with soil sample. Air entry suction is determined 140 kPa from SWCC curve. In order to examine moisture content effects on shear strength parameters (cohesion and friction angle) of the clay, soil samples are prepared with different moisture content and consequently different matric suctions with respect to soil water characteristic curve. The specimens with different initial moisture contents are statically compacted at dry density of 1.3 gr/cm3into direct shear test mould. The moisture contents of samples are in the range of 10 to 28 precent. Hence, according to soil water characteristic curve the initial matric suctions are between 42 to 25238 kPa. Direct shear tests are conducted in unsaturated state. After applying vertical stress the samples are left at least for 48 hours to allow the equalization of internal stresses. Based on experimental data the shear stress is plotted against horizontal displacement in different vertical stresses and moisture contents and the results and analysed and discussed. The effective stress equation proposed by Bishop (1959) is used to interpret the results. The effective stress parameter χ in each moisture content is calculated bythe equation suggested by Khalili & Khabbaz (1998) using the air entry suction extracted from SWCC curve. The results reveal that strength parameters do not substantially change at different moisture contents. The negligible changes in strength parameters may be attributed to slight changes in pore water pressure during shearing experiment. Such changes in pore pressure during shearing would be eliminated in constant suction consolidated drained experiments. The results of this paper support the validity of effective stress concept in unsaturated soils. In other words, with a proper estimate of effective stress, the saturated parameters are valid in unsaturated state and it is not necessary to measure strength parameters in unsaturated state. The unsaturated geotechnical experiments are time consuming and expensive and need special equipment and skills. The method proposed in this paper has a good degree of accuracy. Therefore it can decrease the costs of geotechnical investigation projects in arid lands.}, Keywords = {Initial water content,Cohesion,internal friction angle,plastic soil,filter paper method}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {31-41}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تأثیر رطوبت بر پارامترهای مقاومت برشی خاک های ریزدانه خمیری}, abstract_fa ={تأثیر مکش بافتی بر رفتار برشی خاک ریزدانه از آن جهت که نقش تعیین کننده ای در مدلسازی ژئوتکنیکی دارد، همواره مورد توجه محققین در این زمینه بوده است. در این پژوهش به تأثیر مکش بافتی بر پارامترهای مقاومت برشی خاکهای ریزدانه پرداخته شده است. برای مشاهده تأثیر مکش بافتی بر پارامترهای مقاومت برشی (چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی) ، نمونه هایی از یک خاک ریزدانه خمیری با درصد رطوبت اولیه و در نتیجه مکش های بافتی متفاوت، بر اساس منحنی مشخصه آب- خاک و منحنی تراکم ساخته شدند. نمونه های خاک بر اساس شرایط اولیه مورد نظر در جعبه دستگاه برش مستقیم بصورت استاتیکی متراکم شدند. بر روی نمونه های آماده شده آزمایش برش مسقیم در حالت غیراشباع صورت گرفت. بر اساس نتایج آزمایشها، منحنی تغییرات تنش برشی بر حسب جابجایی افقی در تنش های قائم متفاوت رسم شد و درباره نتایج آن بحث گردید. نتایج نشان داد که تغییرات میزان رطوبت و در نتیجه تغییرات مکش بافتی اولیه نمونه های خاک، تأثیر قابل توجهی بر پارامترهای مقاومت برشی خاک غیراشباع ندارد.}, keywords_fa = {رطوبت اولیه,چسبندگی,زاویه اصطکاک داخلی,خاک خمیری,فیلتر کاغذی}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-3446-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-3446-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {Paseh, Hamidreza and Yazdani, Mahmood and Sharifzadeh, Mostaf}, title = {Evaluation and Improvement of Contact Detection Algorithms for Using in DEM in Rock Mechanics}, abstract ={Discrete Element Method (DEM) is a numerical method for computing the motion and effect of a large number of small particles. It is a very common method to solve rock mechanics problems, since it can solve problems containing particles in contact with complicated geometries efficiently. Contact detection is the most time consuming (so the most significant) part of DEM-based problem solving methods. In this article, authors, with the goal of implementing a numerical hydro-mechanical software to analyze and solve DEM rock mechanics problems (DA2), studied and investigated algorithms able to solve contact detection problem. The most algorithms designed to find contacts (contact detection algorithms), lie in two classes: 1) algorithms based on bounding boxes, and 2) algorithms based on hashing. The bounding box idea helps to simplify the contact detection problem and to prevent dealing with particle shapes by enveloping the whole particle in a shape (generally a rectangle or an ellipse) which is easy to check for finding overlaps. Since overlaps of bounding boxes may not directly result in contacts between particles, further checks are needed. In the former class, there are two well-known published algorithms, both based on sorting bounding boxes’ extents, able to find contacts between generally shaped particles in a fast and efficient way: incremental sorting and updating (ISU) algorithm, and double-ended spatial sorting (DESS) algorithm. Hashing algorithms are generally appropriate for particles with uniform sizes. Since rock mechanics problems mostly contain models constituted of blocks with non-uniform sizes, hashing algorithms are not utilized for solving them. In this article, ISU and DESS algorithms along with direct checking (DC) method are compared for their running time results to find the most appropriate (i.e. the fastest) algorithm to find contacts between rock blocks. For this purpose, algorithms were implemented by DA2 software, then, ran in the same environment and for same commonplace geomechanical problems with varying model parameters, like number of blocks, block size variation, angle of discontinuities and friction angle, and compared for their running time results. Results shows that ISU algorithm compared to DESS algorithm gives better/lower running time (ISU is at least twice as fast as DESS), i.e. more performance, and shows less sensitivity to model parameters. Also, ISU algorithm consumes less memory and it is simpler to implement. In the end, for further improvement of performance of ISU algorithm, delayed updating and parallelization solutions are offered. Delayed updating is a common way to optimize algorithms containing two phases of processing and updating. In order to apply delayed updating and parallelization to ISU algorithm, a solution is presented to separate sorting and updating phases of the algorithm. Then, parallelization is applied. Results show that using these techniques, can increase the performance of ISU algorithm by 20%.}, Keywords = {Rock Mechanics,Numerical analysis,Distinct Element Method,DA2 Software,Contact Detection Algorithm}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {43-60}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارزیابی و ارتقاء عملکردی روش‌های کشف تماس برای استفاده در روش المان مجزا در مکانیک سنگ}, abstract_fa ={الگوریتم‌های کشف تماس، در شبیه‌سازی‌های المان مجزا، برای دستیابی به فهرست تماس‌های ممکن بین ذرات استفاده می‌گردند. از آنجایی که بخش مهمی از تلاش‌های محاسباتی در روش‌های المان مجزا مرتبط با کشف تماس ذرات می‌باشد، کارایی الگوریتم مورد استفاده در این روش‌ها، از اهمیت بسیاری برخوردار است. این مقاله، با هدف شناسایی مناسب‌ترین الگوریتم کشف تماس و برای پیاده‌سازی یک نرم‌افزار تحلیل عددی هیدرو مکانیکی در مسائل مکانیک سنگ به روش المان مجزا (DA2)، الگوریتم‌های موجود برای کشف تماس بلوک‌های نامدور و اندازه‌های ناهمسان را مطالعه و ارزیابی می‌نماید. برای این منظور، الگوریتم‌های کشف تماس، شامل بازرسی مستقیم (DC)، مرتب‌سازی و به‌روزآوری افزایشی (ISU) و مرتب‌سازی فضایی دو انتهایی (DESS)، در قالب نرم‌افزار DA2 پیاده‌سازی و در محیطی همسان و برای مسائل رایج در مکانیک سنگ اجرا گردیده و نتایج زمان اجرای آنها مقایسه شده‌‌است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که الگوریتم ISU در مقایسه با الگوریتم‌های DC و DESS، به لحاظ معیار زمان اجرا، کارایی بهتری داشته و به تغییرات پارامترهای مساله مانند تعداد بلوک‌ها، نسبت ابعادی مدل، تفرق اندازه‌ی بلوک‌ها، زوایای ناپیوستگی‌ها و زاویه‌ی اصطکاک داخلی درزه‌ها حساسیت کمتری نشان می‌دهد. در پایان، برای افزایش کارایی الگوریتم ISU، دو راه‌کار به‌روزآوری تاخیری و موازی‌سازی در به¬روزآوری، شناسایی و پیشنهاد شده‌اند. نتایج پیاده‌سازی راه‌کارها نشان داده‌است که با به‌کارگیری آن‌ها می‌توان تا ۲۰٪ سرعت الگوریتم ISU را افزایش داد.}, keywords_fa = {مکانیک سنگ,تحلیل عددی,روش المان مجزا,نرم‌افزار DA2,الگوریتم کشف تماس}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-10641-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-10641-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {Bavali, Moslem}, title = {Optimal Location of pile in Stabilization of Earth Slope}, abstract ={Stability analysis of earth slopes is among the major issues raised in geotechnical engineering which has involved so many researchers in different parts of the world. When stability of an earth slope is suspected, it is necessary to take preventive measures before instability happens. The first step to maintain the stability of an earth slope is performing excavation in the slope crest or/and filling in the slope toe. This is the cheapest way (model) for stabilization of earth slopes. If the model cannot provide the required factor of safety, it is necessary to use other stabilization methods. Numerical and laboratory methods are useful for modeling earth slopes stabilization. Modeling the stability of earth slopes using numerical methods is a common practice in geotechnical engineering. Moreover, stabilization of earth slopes using piles has been practiced by many researchers by using numerical and analytical methods. Although numerical and analytical methods have special capabilities, laboratory modeling is more reliable. Hence, it is discussed in this article. Stabilization of earth slopes with reinforced concrete piles is one of the important concerns of geotechnical engineering. Application of numerical and analytical methods to stabilization of earth slopes using piles is an issue commonly discussed by various researchers. Optimal location of concrete pile for stabilization of earth slope by means of numerical and analytical methods, has been practiced by various researchers. Their efforts have led to various results raising the question of what the optimal place for installation of a pile is. It seems that no experimental studies are conducted in this regard, which is discussed in this article. Experimental studies conducted in this article have the potential to solve the problem caused by varying and sometimes contradictory results of numerical analyses performed to find the optimal pile location. In this article, an experimental analysis of a homogeneous sand earth slope is conducted. The slope is saturated through precipitation and failure after loading by installing the reinforced concrete pile in different locations. All of the experimental tests were modeled and compared using the limit equilibrium (LE) and finite element (FE) methods, which are compliant with each other. The results obtained by experimental tests show the optimal location for installing reinforced concrete pile in a homogeneous sand slope for achieving the highest factor of safety and reduce costs of stabilization. In the present article, the optimal pile location for slope stabilization is determined by conducting laboratory studies of a layer sand slope saturated through precipitation. The resultant failure mechanism leads to acceptable results that help choose the optimal location for pile installation. The slope is stabilized by repeating the test and installing the pile in the optimal location, which is the best place to install the pile. The FE method (Plaxis software) and LE method were used to confirm the laboratory tests as well.}, Keywords = {Earth Slope,Concrete Pile,Optimal location,Stabilization}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {61-69}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بهینه یابی مکان شمع در پایدارسازی شیب های خاکی}, abstract_fa ={پایدارسازی شیب های خاکی و پیشنهاد راهکارهای گوناگون، یکی از مسائل مطرح و مهم در مهندسی ژئوتکنیک است. استفاده از روش های عددی و تحلیلی در پایدارسازیِ شیب های خاکی به کمکِ شمع، از روش های متداولی است که توسط محققین مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بهینه یابی مکان شمع به منظور پایدارسازی شیب های خاکی با استفاده از روش های عددی و تحلیلی توسط محققین مختلف، منجر به نتایج متعددی شده است که این سوال را در ذهن طراح مطرح می کند که بهترین مکانِ واقعی برای نصب شمع کجاست؟ به نظر می رسد که جایِ مطالعات آزمایشگاهی برای این منظور خالی است که در این مقاله به عنوان کاری جدید ارائه می شود. مطالعات آزمایشگاهیِ انجام شده در این مقاله قادر است که گرهِ ایجاد شده در نتایج مختلف و گاه متضاد تحلیل های عددی را برای یافتن مکانِ بهینه شمع باز کند. مطالعه ی آزمایشگاهی مذکور، برای شیب خاکیِ ماسه ای انجام شده است که توسط بارش مصنوعی اشباع می گردد و پس از اشباع شدن تحت بارگذاری قرار می گیرد. با قرار دادن شمع در مکان های مختلف و اشباع کردن شیب خاکی توسط بارش و بارگذاری آن ها، نتایج قابل توجه و معقولی بدست آمده است که می تواند راهگشای مناسبی برای طراحان باشد. تمام مدل های آزمایشگاهی با استفاده از روش تعادل حدی و روش اجزای محدود نیز مدل سازی و مقایسه شده اند که تطابق خوبی با یکدیگر دارند.}, keywords_fa = {شیروانی خاکی,شمع بتنی,موقعیت بهینه,پایدارسازی}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-6796-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-6796-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {hoseinzadetabrizi, hamed and vaghefi, moham}, title = {Effect of Froude Number on flow pattern and scour around T-shaped spur dikes under submerged and unsubmerged condition}, abstract ={In this research parameters influencing flow pattern and scour around submerged and nonsubmerged series of spur dikes in straight channel were investigated. Scour pattern was investigated for three angles of dikes construction, and three submergence ratio.The result showed that with increasing Froude number and decreaseing submergence ratio, scour decreases. Also because of first spur dike effect on main flow, maximum scour depth in second and third spur dike is less than first one. The location of scour and ridge height change with Froude number, submergence ratio and angle.The three dimention velocity around spur dike were analyzed Then we used flow pattern to forecast scour pattern. In this research parameters influencing flow pattern and scour around submerged and nonsubmerged series of spur dikes in straight channel were investigated. Scour pattern was investigated for three angles of dikes construction, and three submergence ratio.The result showed that with increasing Froude number and decreaseing submergence ratio, scour decreases. Also because of first spur dike effect on main flow, maximum scour depth in second and third spur dike is less than first one. The location of scour and ridge height change with Froude number, submergence ratio and angle.The three dimention velocity around spur dike were analyzed Then we used flow pattern to forecast scour pattern. In this research parameters influencing flow pattern and scour around submerged and nonsubmerged series of spur dikes in straight channel were investigated. Scour pattern was investigated for three angles of dikes construction, and three submergence ratio.The result showed that with increasing Froude number and decreaseing submergence ratio, scour decreases. Also because of first spur dike effect on main flow, maximum scour depth in second and third spur dike is less than first one. The location of scour and ridge height change with Froude number, submergence ratio and angle.The three dimention velocity around spur dike were analyzed Then we used flow pattern to forecast scour pattern. In this research parameters influencing flow pattern and scour around submerged and nonsubmerged series of spur dikes in straight channel were investigated. Scour pattern was investigated for three angles of dikes construction, and three submergence ratio.The result showed that with increasing Froude number and decreaseing submergence ratio, scour decreases. Also because of first spur dike effect on main flow, maximum scour depth in second and third spur dike is less than first one. The location of scour and ridge height change with Froude number, submergence ratio and angle.The three dimention velocity around spur dike were analyzed Then we used flow pattern to forecast scour pattern. In this research parameters influencing flow pattern and scour around submerged and nonsubmerged series of spur dikes in straight channel were investigated. Scour pattern was investigated for three angles of dikes construction, and three submergence ratio.The result showed that with increasing Froude}, Keywords = {spur,T shape spur dikes,Froude number,submergence ratio,Flow pattern}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {71-82}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تاثیر عدد فرود جریان بر الگوی جریان و آبشستگی اطراف آبشکن‌های سری در مسیر مستقیم در حالت مستغرق و غیرمستغرق}, abstract_fa ={در این تحقیق به مطالعه آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی پیرامون آبشکن¬¬های سرسپری سری مستغرق و غیرمستغرق در مسیر مستقیم پرداخته ¬می¬شود. بررسی الگوی آبشستگی در سه زاویه مختلف قرارگیری آبشکن نسبت به ساحل مجاور، در درصد استغراق¬های مختلف و سه عدد فرود جریان نشان¬دهنده افزایش عمق ماکزیمم آبشستگی در لبه بالا دست آبشکن¬ها با افزایش عدد فرود و کاهش درصد استغراق است. همچنین به¬دلیل تاثیر آبشکن¬های سری، عمق ماکزیمم آبشستگی در آبشکن سوم کمتر از آبشکن دوم، و آبشکن دوم کمتر از آبشکن اول است. با کاهش عدد فرود و افزایش درصد استغراق آبشکن¬ها، تاثیر آبشکن¬های سری کمتر شده و آبشکن¬ها تقریبا به صورت مجزا عمل می¬نمایند. محل شروع رسوب¬گذاری و مقدار آن با تغییر عدد فرود جریان، درصد استغراق آّبشکن¬ها و زاویه قرارگیری آن نسبت به ساحل مجاور تغییر می¬کند که در این تحقیق به بررسی و مقایسه این تغییرات پرداخته می¬شود. آزمایش الگوی جریان اطراف آبشکن جاذب، در شرایط آستانه حرکت و در درصد استغراق 50 درصد انجام شد که با بررسی جهت و مقدار سرعت جریان سه¬بعدی و تنش برشی بستر در جلوی بال آبشکن¬ها و محدوده¬ی بین آبشکن¬ها پیش¬بینی قابل قبولی از آبشستگی در پیرامون آبشکن¬های سرسپری بدست می¬آید.}, keywords_fa = {آبشستگی,آبشکن‌های سرسپری سری,عدد فرود,درصد استغراق,الگوی جریان}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-10811-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-10811-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {SadatLavasaniBozorg, Seyed Mohammad Ali and Ziari, Hasan and Divandari, Hasan and Izadi, Amir}, title = {In situ evaluation of modern methods for pavement layers density determination}, abstract ={Density is the best criterion in pavements quality control. Determination of asphalt mixture density while compaction and after that is an important issue from two aspects of compaction level measurement and the time of compaction process termination. The most common and accurate method of in situ density determination is core making. Common procedure is to use a core gear and performing density test on cores in laboratory. Being expensive, time consuming and unrepeatable test, besides causing pavement deterioration are disadvantages of core making. Time consuming causes layer weakness doesn’t discover soon enough to do some modifications on that. Nondestructive density tests became very popular in recent years. These tests don’t cause any deterioration on pavement surface and are more reach than core making and repeatable since are NDT which are divided to nuclear and non nuclear NDT tests. PQI 301 electromagnetic and Troxler (HS-5001EZ) nuclear devices field evaluation were done in this research. After statistical analysis it was resulted that PQI is convenience for asphalt layers and nuclear is convenience for granular layers.}, Keywords = {Density determination,Core making,Nuclear and Non Nuclear NDT methods}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {83-92}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارزیابی میدانی روش های نوین تعیین دانسیته لایه های روسازی}, abstract_fa ={چگالی بهترین معیار سنجش و کنترل کیفیت روسازی اجرا شده می باشد. تعیین چگالی مخلوط آسفالتی در حین عملیات تراکم و پس از آن، از دو جهت تعیین میزان تراکم و زمان اتمام عملیات دارای اهمیت می باشد. در حال حاضر متداول ترین و البته دقیق ترین روش‌ تعیین دانسیته در محل مخلوط آسفالتی، روش مغزه گیری می باشد. روش معمول برای انجام این کار استفاده از مغزه گیر و انجام آزمایش تعیین چگالی بر روی مغزه های بدست آمده در آزمایشگاه می باشد. اما این روش دارای معایبی شامل ایجاد خرابی در سطح روسازی، هزینه نسبتاً بالا، عدم تکرارپذیری و پایش دانسیته برای یک نقطه خاص و صرف زمان زیاد می باشد. زمان بر بودن انجام این آزمایش، منجر می‌شود که نقاط ضعف لایه ناشی از عدم تراکم لازم به سرعت مشخص نشوند و لذا اقدامات اصلاحی در زمان مناسب صورت نگیرند. در سال های اخیر استفاده از آزمایش های غیر مخرب تعیین دانسیته، با استقبال زیادی مواجه شده است. این نوع آزمایش ها در سطح روسازی ایجاد خرابی نمی کنند، هزینه انجام آنها کمتر از مغزه گیری می باشد و بعلت عدم ایجاد خرابی بوسیله آنها تکرارپذیرند، که شامل دو روش غیرمخرب هسته ای و غیرهسته ای می باشند. در این تحقیق ارزیابی میدانی دستگاه الکترومغناطیسیPQI مدل 301 و دستگاه هسته ای Troxler مدلHS-5001EZ انجام گردید که بعد از انجام تحلیل های آماری مشخص شد که دستگاهPQI مناسب برای تعیین دانسیته لایه های آسفالتی و دستگاه هسته ای برای تعیین دانسیته لایه های سنگدانه ای مناسب می باشند.}, keywords_fa = {تعیین دانسیته,مغزه گیری,روش های غیرمخرب هسته ای و غیر هسته ای}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-7632-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-7632-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {SoltaniMohammadi, Masoud and sepasi, mo}, title = {Modeling and Studying the Seismic Performance of Adjacent Reinforced Concrete Frames with Applying the Effect of Pounding}, abstract ={It is well known that the interaction between adjacent buildings with limited separation distance or in the other ‎words earthquake-induced structural pounding has considerable effect on seismic performance of buildings. Earthquake induced vibrations may cause impact between two adjacent buildings with inadequate separation distance. Pounding hazard is considerable particularly in populated residential regions because of the limited separation distance due to limitation of lands. This ‎phenomenon may result in substantial damage or even contributes to total structural collapse of structures. Major seismic events during the past decade such as those that have occurred in Northridge, Imperial Valley (May 18,1940), California (1994), Kobe, Japan (1995), Turkey (1999), Taiwan (1999) and Bhuj, Central Western India (2001) have continued to demonstrate the destructive power of earthquakes, with destruction of engineered buildings, bridges, industrial and port facilities as well as giving rise to great economic losses. Among the possible structural damages, seismic induced pounding has been commonly observed in several earthquakes. As the cost of land in cities increases, the need to build multistory buildings in close proximity to each other also increases. Sometimes, construction materials, other objects and any projections from a building may also decrease the spacing provided between the buildings. This leads to the problem of pounding of these closely placed buildings when responding to earthquake ground motion. The main purpose of this paper is the modeling of adjacent structures in order to study the effects of pounding. Among the existing models, nonlinear visco-elastic model has been selected for numerical simulation of pounding. To study the effect of pounding on seismic performance of reinforced concrete structures, two RC frames with 4 and 6 stories are selected and their seismic performance under pounding effects are numerically studied. The effect of storey and total height of structures, size of separation distance and mass of buildings in series on the impact has been investigated in adjacent RC frames. The selected frames have been designed according to direct displacement based design method in order to investigate the effect of impact on ductility demand and obtain a desired maximum induced displacement at a considered hazard level. Then by putting the structural models with different dynamic characteristics close together, the effect of altitude, size of gap, and story height on performance of two adjacent structures has been studied. The nonlinear time history analysis and incremental dynamic analysis (IDA) has been done to predict the seismic collapse capacity of systems. The results of analysis show that the effect of pounding severely depends on the phase difference of vibrations of adjacent structures. The phase difference itself, depends on mass, stiffness and seismic capacity of adjacent systems and the value of imposed plastic deformation as well. The effect of pounding in structural systems with the same height with little difference in initial periods is negligible, whereas the local effect of pounding especially in the case of floor to column impact is considerable.}, Keywords = {structural pounding,reinforced concrete frames,Seismic Performance,direct displacement-based design}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {93-106}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مدلسازی و بررسی رفتار لرزه ای قابهای بتن مسلح مجاور هم با اعمال اثرات برخورد}, abstract_fa ={در هنگام زلزله، ارتعاش غیرهم فاز ساختمانهای مجاور باعث برخورد و ضربه بین آنها می شود که شرایط بارگذاری بحرانی‌تری از حالت ارتعاش بدون ضربه ایجاد می‌کند. فراوانی نمونه‌هایی از عدم اجرای درز انقطاع در ساختمانهای موجود، اهمیت پرداختن به این موضوع را افزایش می‌دهد. در تحقیق حاضر پس از توسعه و پیاده سازی مدل ویسکو الاستیک غیر خطی برای شبیه سازی برخورد سازه ها در نرم افزار مورد استفاده، با مدلسازی قابهای بتن مسلح مجاور هم در شرایط مختلف و بررسی رفتار آنها تحت اثر مجموعه ای از رکوردهای واقعی زلزله و تحت شتاب افزاینده، اثر برخورد سازه¬ها مورد مطالعه قرار می گیرد. این قابها نخست به روش مستقیم طراحی بر اساس تغییرمکان برای اطمینان به دستیابی به یک تغییرمکان از پیش مشخص در سطح خطر مورد نظر، طراحی شده سپس با قرار دادن مدلهای سازه‌ای با ارتفاع متفاوت در کنار یکدیگر و فاصله درز انقطاع مختلف، تحت مجموعه رکوردهای نمونه انتخابی مورد تحلیل دینامیکی افزاینده قرار گرفته و اثر برخورد سازه‌ها بر تغییرمکان نسبی طبقات و ظرفیت فروریزش مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج بدست آمده گویای این مطلب است که با در نظر گرفتن شکست برشی سازه‌های مجاور هم با تراز طبقات متفاوت، ظرفیت فروریزش سازه‌های مجاور پس از برخورد به شدت کاهش می‌یابد. بنابراین اثرات موضعی برخورد در محل ضربه اهمیت بالایی دارد و لازم است در ارزیابی لرزه‌ای سازه‌ها مورد بررسی دقیق قرار گیرد.}, keywords_fa = {برخورد سازه ها,قابهای بتن مسلح,عملکرد لرزه‌ای,طراحی بر اساس تغییرمکان}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-6201-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-6201-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {Ghoddousi, Parviz}, title = {Evaluation of yield stress and plastic viscosity of self-consolidating concrete mixtures containing stone powder using new concrete rheometer made for the first time in Iran}, abstract ={Self-consolidating concrete(SCC) application is using in the construction projects more and more because of its advantages include high quality and flow under its own weight without any vibration. The rheological properties of SCC are very important that it has a significant effect on mechanical properties and durability. In this study, using a special concrete rheometer that has made for the first time in Iran, rheological parameters of SCC are determined. For performance evaluation and calibration of device, standard oil with determined viscosity by factory is used. Plastic viscosity value obtained by rheometer was equal 2.208 Pa.S and the oil viscosity provided by the factory was 2.219. Therefore results show that Rheometer performance is according with design plan and rheological parameters can be determined well by this device. Also some experimental SCC mixture contains two kinds of powder as filler is made. The calculated values of plastic viscosity and yield stress of these mixtures show that SCC containing limestone powder to 200 kg/m3 indicating the best performance and with increasing the amount of filler to 300 kg/m3 cause to increase yield stress. Self-consolidating concrete(SCC) application is using in the construction projects more and more because of its advantages include high quality and flow under its own weight without any vibration. The rheological properties of SCC are very important that it has a significant effect on mechanical properties and durability. In this study, using a special concrete rheometer that has made for the first time in Iran, rheological parameters of SCC are determined. For performance evaluation and calibration of device, standard oil with determined viscosity by factory is used. Plastic viscosity value obtained by rheometer was equal 2.208 Pa.S and the oil viscosity provided by the factory was 2.219. Therefore results show that Rheometer performance is according with design plan and rheological parameters can be determined well by this device. Also some experimental SCC mixture contains two kinds of powder as filler is made. The calculated values of plastic viscosity and yield stress of these mixtures show that SCC containing limestone powder to 200 kg/m3 indicating the best performance and with increasing the amount of filler to 300 kg/m3 cause to increase yield stress. Self-consolidating concrete(SCC) application is using in the construction projects more and more because of its advantages include high quality and flow under its own weight without any vibration. The rheological properties of SCC are very important that it has a significant effect on mechanical properties and durability. In this study, using a special concrete rheometer that has made for the first time in Iran, rheological parameters of SCC are determined. For performance evaluation and calibration of device, standard oil with determined viscosity by factory is used. Plastic viscosity value obtained by rheometer was equal 2.208 Pa.S and the oil viscosity provided by the factory was 2.219}, Keywords = {Concrete rheometer,Yield stress,Plastic viscosity,Self-consolidating concrete,Bingham model}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {107-115}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی تنش جاری شدن و ویسکوزیته پلاستیک مخلوط های بتن خود تراکم حاوی پودر سنگ با استفاده از دستگاه رئومتر بتن ساخته شده برای اولین بار در ایران}, abstract_fa ={استفاده از بتن خود تراکم در پروژه های عمرانی بدلیل مزایای آن شامل کیفیت بالا و جاری شدن تحت وزن خود بدون نیاز به لرزش ، در حال افزایش است. رئولوژی این بتن یکی از خواص بسیار مهم آن است که بر روی خصوصیات مکانیکی و دوام آن تاثیر چشمگیری دارد. در این تحقیق با استفاده از دستگاه رئومتر ویژه بتن که برای اولین بار در ایران ساخته شده ، پارامتر های رئولوژی بتن خود تراکم تعیین شده است. برای اعتبار سنجی عملکرد دستگاه و کالیبراسیون آن از روغن با ویسکوزیته مشخص استفاده شده است. مقدار ویسکوزیته پلاستیک بدست آمده توسط دستگاه برابر 208/2 پاسکال ثانیه و مقدار ارائه شده ویسکوزیته روغن توسط کارخانه برابر 219/2 شده است. بنابراین نتایج نشان می دهد که دستگاه رئومتر ساخته شده بخوبی منطبق با طرح بوده و پارامتر های رئولوژی توسط دستگاه با دقت مناسبی قابل تعیین است. همچنین چند مخلوط آزمایشی بتن خود تراکم حاوی دو نوع پودر سنگ به عنوان پر کننده ساخته شده است. مقادیر محاسبه شده ویسکوزیته پلاستیک و تنش تسلیم این مخلوط ها نشان می دهد نمونه حاوی پودرسنگ آهک تا 200 کیلوگرم در متر مکعب بهترین عملکرد را نشان می دهد و با افزایش این مقدار به 300 کیلوگرم در متر مکعب مقدار تنش جاری شدن بتن افزایش می یابد.}, keywords_fa = {رئومتر بتن,تنش جاری شدن,ویسکوزیته پلاستیک,بتن خود تراکم,مدل بینگام}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-1205-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-1205-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {Alaedini, Shohreh and KABIR, MOHAMMADZAMAN and Hejabi, Hadi}, title = {Performance of fiber reinforced polymers (FRPs) retrofitting used in RC frames}, abstract ={In the recent years, attempts have been made to prove effectiveness of FRPs in retrofitting/repairing of the reinforced concrete (RC) components. The use of fiber-reinforced polymers (FRP) to create composite concrete structures has increased in recent years. However, the seismic performance of RC structures retrofitted using FRP composites is yet to be scrutinized in terms of improving strength, ductility. This is of high importance if the retrofitted structures are to withstand higher seismic ground motions. The purpose of this study was to investigate the seismic performance of RC joint in frame structures under cyclic lateral loading. Analytical calculations using a finite element method (FEM) are presented for the strength, crack pattern; behavior of frames strengthened with layers of FRP and an experimental study of firth and third author of this paper is carried out to verify the mechanical properties of the proposed. The specimens were tested in a 3D test frame in structure laboratory of civil and environmental engineering department in AmirKabir University of Technology. Analytical models were investigated in LS-DYNA environment. Three test specimens were constructed and tested under cyclic lateral loading. Three-dimensional nonlinear finite element models for the RC frames were developed and simulated with the LS-DYNA finite element analysis (FEA) software. Three 1/3 scaled one-bay and one-storey. Frame designed was carried out based on ACI318 code. These specimens were typical as-built frames abstracted from the existing middle-rise residential buildings in Iran. Two specimens were reinforced by CFRP at the ends of beams, columns and at the joints; one specimen the other specimen was not reinforced and was used for comparison. The retrofitted specimens were built with different ways of wrapping FRP sheets at the frame’s joints and both ends of beams and columns. The wraps were provided to prevent the peeling of the laminates this was aimed to investigate the effective ways of strengthening and repairing of the frame by applying different directions of CFRP and GFRP fibers. The analytical models are used to assess the efficiency of the FRP composites rehabilitation by comparison between intact and retrofitted specimens. Specimens were reinforced by FRP at the ends of beams, columns and at the joints; one specimen was not reinforced and was used for comparison. Also, the effect of laminate architecture, arrangement and type of material was considered. For achieving this purpose eleven models were analyzed in finite element model. The Finite element analysis results indicated that the choice of the Fiber composite materials, the laminate and wraps arrangement and thickness affected the enhancement of the structural joint performance significantly. The results provide an important insight of the role of FRP sheets in improving the earthquake resistance of frame buildings. . Keywords: reinforced concrete; frame; FRP retrofit; Analytical; cyclic loading.}, Keywords = {FRP,. Keywords: reinforced concrete,Frame,FRP retrofit,analytical,Cyclic loading}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {117-127}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {ارزیابی عملکرد قاب بتنی تقویت شده توسط پوشش‌های پلیمری FRP تحت بار سیکلی}, abstract_fa ={در سال¬های اخیر تحقیقات فراوانی در استفاده از کامپوزیت¬های FRP در زمینه مقاوم¬سازی و بهسازی سازه¬های بتنی انجام شده است. با این وجود بیشتر تحقیقات بر روی اعضای منفرد همانند تیر، ستون، اتصال تیر-ستون انجام شده است. لذا، تحقیق در زمینه بررسی رفتار کلی یک قاب بتنی تقویت شده توسط الیاف پلیمری در برابر بار¬های سیکلی محدود می¬باشد. قاب¬های بتن آرمه چهارچوب اصلی و باربر سازه¬های بتن آرمه را تشکیل می¬دهند، مقاوم کردن و بهسازی آنها نقش مهمی در مقاوم¬سازی کل سازه ایفا می¬کند. هدف اصلی در این مقاله، بررسی اثرات بهسازی با پوشش FRP در پاسخ قاب تحت بارهای سیکلی جانبی با استفاده از نرم افزار المان محدود LS-DYNA می¬باشد. صحت سنجی نتایج این تحقیق با نتایج تجربی ترمیم قاب¬های بتن آرمه که در سال 2012 و در آزمایشگاه دانشگاه صنعتی امیرکبیر توسط نویسندگان اول و سوم انجام شده است، صورت گرفته است. همچنین، نمونه¬ها در سه دسته کلی نمونه¬های شاهد ، نمونه¬تقویت شده و نمونه¬هایی برای بررسی عوامل موثر در بهبود رفتار قاب تقویت شده، تحت بارگذاری قرار می¬گیرند. اثر پارامتر¬های مختلف موثر در رفتار قاب بهسازی شده همانند جنس الیاف (کربن یا شیشه)، آرایش تقویت FRP به صورت کمی و کیفی نیز مورد آنالیز قرار گرفته¬اند. نتایج تحقیقات نشان¬دهنده نقش قابل توجه FRP در افزایش مقاومت، سختی و استهلاک انرژی در قاب¬های بهسازی شده می¬باشد. کلمات کلیدی : قاب بتنی، بارگذاری سیکلی، مقاوم¬سازی، FRP، المان محدود}, keywords_fa = {کلمات کلیدی : قاب بتنی,بارگذاری سیکلی,مقاوم‌سازی,المان محدود}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-6535-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-6535-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {Kouchakzadeh, Mohammad and nasiri, FARZIN}, title = {Evaluation of the efficiency of using surface water simulation results to improve the accuracy of groundwater simulation in Silakhor shallow aquifer located in Lorestan province (Iran)}, abstract ={This paper evaluates the efficiency of using surface water simulation results to improve the accuracy of groundwater simulation due to improving the accuracy of its input boundary conditions. The three most important data sets of boundary conditions in groundwater flow simulation are groundwater recharge, evapotranspiration rates and their regional distributions that little information is usually available about them. Moreover, the incorrect definition of these values can lead to uncertain groundwater modeling that is not applicable for groundwater resources management. In the most of previous studies done in Iran, percentage of the average regional precipitation and the local pan evaporation data (available from local weather stations) are used as the regional groundwater recharge and evapotranspiration rates, respectively but they have high uncertainty in their quantities and spatial distributions. In this research in order to solve this problem, the values of groundwater recharge and evapotranspiration rates and their regional distributions, obtained from SWAT modeling results, were used as the related input boundary conditions data in groundwater flow simulation using MODFLOW model. SWAT model is a comprehensive watershed model that calculates these values in each Hydrologic Response Unit (HRU). The study aquifer in this research was Silakhor shallow aquifer with the area of 590 km2 located in Lorestan province of Iran. The annual water table depth in different locations of this aquifer had been reported from 0.75 to 40 meter. Using this approach for improving boundary conditions in groundwater simulation and its evaluation was carried out for first time in Iran. The SWAT model was run for a period of 7 years from 2002 to 2008. After calibration and verification of the model using hydrodynamic data of Silakhor and Tire-Doroud gauging stations, the values of groundwater recharge and evapotranspiration rates in each HRU were extracted. The MODFLOW model was run for the period of 9 months of 2009 using these simulated boundary conditions and the other required information. For comparison of the calculated values with the observed values of water table depths in the 20 piezometers for the period of 9 months of 2009, the Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Errors (MAE) were obtained 1m and less than 1m, respectively. In continuous of this research, the values of 5, 10 and 15 percent of regional average precipitation and the evaporation data in Silakhor pan evaporation gauging station were used as usual boundary condition for groundwater simulation using the MODFLOW model. For comparison of the simulated values of water tables depths obtained from this usual approach with the observed ones, the both of RMSE and MAE values were calculated more than 1 meter. Therefore this research showed that using integrated SWAT-MODFLOW models was more applicable in the groundwater simulation in the study aquifer.}, Keywords = {SWAT model,MODFLOW model,Boundary condition,Silakhor plain aquifer}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {129-138}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {بررسی کارایی استفاده از نتایج شبیه سازی آب سطحی در افزایش دقت شبیه سازی جریان آب زیرزمینی در آبخوان کم عمق دشت سیلاخور در استان لرستان}, abstract_fa ={در این مقاله، کارایی استفاده از نتایج شبیه سازی جریان آب سطحی در افزایش دقت شبیه سازی جریان آب زیرزمینی بررسی شده است. از مهمترین ورودی های شرایط مرزی در شبیه سازی جریان آب زیرزمینی مقادیر تغذیه، تبخیر و تعرق و نحوه توزیع آنها در منطقه می باشد که همواره اطلاعات کمی از آنها در دسترس است. تعریف نادرست از این مقادیر در شبیه سازی آبخوان منجر به کاهش دقت و عدم کارایی مدل در مدیریت منابع آب زیرزمینی می گردد. برای حل این مشکل، از نتایج شبیه سازی جریان آب سطحی با مدل SWAT برای مقادیر تغذیه و تبخیر و تعرق به عنوان ورودیهای مدل MODFLOW استفاده گردید. در نتیجه، این مقادیر با قطعیت بالاتر و توزیع مناسبتری برای این مدل تعریف شدند. کارایی این روش در آبخوان کم عمق دشت سیلاخور در ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. با مقایسه تراز ایستایی شبیه سازی شده و مشاهده شده در 20 چاه پیزومتریک در دوره 9 ماهه از سال 2009، میانگین خطای مطلق کمتر از 1 متر و مجذور میانگین خطاها 1 متر به دست آمد. بار دیگر آبخوان دشت سیلاخور با استفاده از مدل MODFLOW و لحاظ نمودن درصدی از بارش منطقه به عنوان تغذیه و اطلاعات موجود در ایستگاه تبخیرسنجی سیلاخور برای تبخیر و تعرق و بدون استفاده از نتایج مدل SWAT شبیه سازی گردید. مقایسه دقت به دست آمده از روش مدل ترکیبی با روش دوم، نشان از کارایی روش ترکیبی در افزایش دقت دارد.}, keywords_fa = {مدل SWAT,مدل MODFLOW,شرایط مرزی,آبخوان دشت سیلاخور}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-865-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-865-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {Massumi, Ali}, title = {Redundancy in RC Moment Resisting Frames II: Evaluating the Effects of Redundancy on Seismic Behavior}, abstract ={Structural redundancy is a non-independent concept in structural engineering and has inherent dependence on structural parameters such as overstrength and ductility, so that both of overstrength and ductility capacities should change corresponding to any variation in structural redundancy. Nevertheless, most of researchers notified that taking any increase in structural redundancy should be a desirable property to deal with more effectively against earthquake loading. Furthermore, this issue can reduce structural sensitivity to abnormal loads. In this research to clarify the pure role of redundancy in earthquake resistant design and to distinguish the role of redundancy from total overstrength capacity, a number of 3D reinforced concrete special moment resistant frames (RC-SMRF) with equal ultimate base shear coefficient were designed. The dynamic behavior parameters of the designed structures under natural strong ground motion were evaluated, especially with regards to configuration of nonlinear deformations. The analytical outputs obtained from analyzed structures are illustrated ensembles of maximum acceleration, maximum velocity and maximum drift of each story. Furthermore, adequacy and accuracy of response modification factor which should be assigned as general indicator of quality of total seismic behavior has been studied conceptually. The results of this research indicate that: (i) Assigning an increase in structural redundancy would not always lead to efficient improvement in structural seismic behavior. Furthermore, notification to process of increased redundancy should not be consider as a criterion for any basic improvement in structural performance. This issue means that it is better to consider the effects of redundancy on important seismic parameters such as both the structural member ductility and the overstrength capacity. (ii) The calculated response modification factors as mentioned in this research, can consider as an index of quality of structural dynamic performance which is corresponding to a certain level of redundancy. Accordingly, the above statement should be notified in general cases of those earthquake loadings which would cause a certain level of story drift. This certain level of story drift would denote the structural behavior typically follows the calculated response modification factor. Oppositely, if an earthquake loading causes more story drift from that assigned certain level, structural behavior typically does not follow the calculated response modification factor. (iii) The codified procedure of calculation of response modification factor which were discussed and assessed in this study, cannot be realized subjected to those input strong ground motions that able to display high amplitude and long period pulse or pulses in their velocity time history. It is important to know that strong near-fault ground motions often have an impulsive feature and impose large amounts of sudden intense kinematic energy which must be dissipated by structural system during a short period of time. This issue causes amplified deformation demands in structures which are associated with very few cycles of cumulative plastic deformations. Hence, the earthquake damages due to these seismic load cases are effectively related to maximum deformation as well as maximum ductility. Yet, structures cannot accomplish based on the calculated response modification factor in the mentioned cases.}, Keywords = {Redundancy,ductility,Seismic behavior,Nonlinear Incremental Dynamic Analysis}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {139-152}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تأثیرات نامعینی بر رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی بتن مسلح}, abstract_fa ={نامعینی سازه‌ها یک مفهوم نامستقل در مهندسی سازه است که وابستگی ذاتی به عواملی چون مقاومت افزون و شکل‌پذیری سازه‌ها دارد؛ با این وجود عموم پژوهشگران افزایش نامعینی را خاصیتی مطلوب در سازه‌ها برای مقابله موثرتر در برابر بارهای تصادفی نظیر بارهای زلزله دانسته‌اند. در این پژوهش به منظور تفکیک نقش نامعینی از مقاومت‌افزون، تعدادی سازه بتن مسلح با سیستم قاب خمشی که مقاومت نهایی یکسان دارند طرح شده است. رفتار لرزه‌ای این سازه‌ها، از نقطه نظر پارامترهای پاسخ دینامیکی سازه‌ها، تحت شتاب‌نگاشت‌های طبیعی زلزله مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین کفایت ضرایب رفتار به‌دست آمده در این تحقیق، به عنوان شاخصی از کیفیت رفتار سازه‌ها در زلزله، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل بیانگر این است که: الف) افزایش نامعینی به تنهایی نمی‌تواند معیاری برای بهبود رفتار سازه‌ها تلقی شود و باید تاثیرات نامعینی بر سایر پارامترهای موثر بر رفتار سازه‌ها لحاظ شود. ب) ضرایب رفتار به‌دست آمده در این تحقیق می‌تواند به عنوان شاخصی از کیفیت رفتار سازه‌ها، برای بارگذاری‌هایی که در سازه تغییر مکان نسبی به میزان مشخصی ایجاد می‌کنند، باشد؛ اما برای بارگذاری‌هایی که تغییر مکان نسبی بیش از آن حد مشخص ایجاد می‌کنند، رفتار سازه‌ها به طور معمول از ضریب رفتار تبعیت نمی‌کند.}, keywords_fa = {نامعینی,شکل پذیری,رفتار لرزه‌ای,تحلیل دینامیکی غیرخطی با شتاب فزاینده}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-11887-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-11887-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {Hakimpour, Seyed Mehrab and Esmaeili, Mortez}, title = {Numerical Modeling effectiveness of Stone Column in Mitigation of Liquefaction During Earthquak}, abstract ={During recent earthquakes, it was observed that liquefaction can cause severe damages to several countries' infrastructures including the buildings, bridges, road and railways in the form of significant settlement and the relevant shear failures of subgrade soil. Amongst the various rehabilitation methods of the soils tending to be liquefied, utilization of the stone column have encountered with more attention because of its beneficial characteristics from both technical and economical points of view. One of the major issues in this matter is their efficiency in liquefaction mitigation in the single and group forms. For this purpose the current study has dedicated to numerical investigation of the problem of stone column efficiency in dissipating the excess pore water pressure during the earthquake excitation, and The reliability of the numerical modeling is verified via a centrifuge test results of VELACS project. a three dimensional analysis is carried out using FLAC3D. Also, effects of various parameters such as stone column diameter, stone columns distances on the liquefaction resistance of NEVADA sand soil are investigated.}, Keywords = {Liquefaction,Pore water pressure,Improvement,stone columns,Radial drainage}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {153-204}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تحلیل عددی تاثیر ستون سنگی برای کاهش خطر روانگرایی خاک در حین زلزله}, abstract_fa ={یکی از عوامل خرابی سازه هایی که بر روی بستر های ریز دانه سیلتی و ماسه ای اشباع، قرار گرفته اند وقوع پدیده روانگرائی و ایجاد نشست و گسیختگی ناشی از آن است. با توجه به طبیعت سه بعدی حاکم بر اندرکنش ستون سنگی با محیط پیرامونی، به شکل تکی و گروهی در شرایط زلزله، بررسی میزان تاثیر گذاری این روش بر کاهش اثرات روانگرایی در توده های ماسه ای اشباع، موضوع تحقیق حاضر در نظر گرفته شده است. برای این منظور در گام نخست وقوع روانگرایی به روش عددی تفاضل محدود و به کمک نرم افزار FLAC3D مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل از این تحلیل با نتایج آزمایش شماره یک پروژه بین المللی VELACS مقایسه و بدین وسیله اعتبار سنجی حل عددی نرم افزار با دقت مناسبی صورت پذیرفته است. در ادامه برای نشان دادن تاثیر ستون سنگی تکی با قطرهای مختلف بر کاهش روانگرائی، مدلسازی مربوطه انجام و نتایج در قالب کاهش اضافه فشار حفره ای در سطح و عمق مورد نظر ارزیابی شده است. در پایان نیز با بکار گیری چیدمان مربعی برای ستون های سنگی دامنه کارائی این ستون ها به فرم گروهی با بررسی همزمان اثر قطر و فاصله مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده بیانگر تاثیر ستون سنگی در زهکشی شعاعی و کاهش فشار آب حفره ای در منطقه ای به اندازه 2 تا 5/2 برابر قطر ستون سنگی در خاک اطراف آن می باشد.}, keywords_fa = {روانگرایی,فشار آب حفره ای,بهسازی,ستون های سنگی,زهکشی شعاعی}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-11321-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-11321-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {bahramiyarahmadi, mohamm}, title = {Bed topography variations in a 90° mild bend due to wedge-shaped spur dike}, abstract ={To control the outer bend of river from scour different structures such as spur dike, bendway weir and submerged vane can be used for modification of flow pattern. With interaction of these structures and water flow scour around structure occurs that is the main cause of their failures. It is assumed that the change of geometry and layout of structure can change bed topography for its stability and that is the purpose of the present study. Therefore, in this study a Triangle-shaped spur dike with different angles (23, 30, 40, 60 and 70 degrees) to the upstream direction under different hydraulic conditions (Froude numbers 0.194, 0.214, 0.233 and 0.253) was tested. For all experiments, single Triangle-shaped spur dike was installed outside bend of flume in 72° position which maximum scour depth is usually occurring. For all experiments, flow depth was kept constant equal to 13 cm. At the end of each experiment bed topography was measured and from that the scouring zone, maximum scour depth and distance of scour hole was computed. The results showed that the overall scour hole is created in toe of the spur dike that is expanded to the upstream and downstream structure. Triangle-shaped spur dike with 23 and 60 degree installation was found to create the minimum and maximum scour depth as well as its distance from the outer bank respectively. The maximum scour depth for spur dike with angles of 23 and 60° was measured to be 0.127 and 0.496 of the spur dike effective length respectively. In addition, the maximum scour depth distance of above mentioned angles from the outer bank was respectively, 0.743 and 1.6 the effective length of structure. Eroded sediments were deposited downstream the spur dike and point bars are developed. By increasing of spur dike angle, the point bars are formed away from the outer bank and extended in flume width. For spur dike angles of 23 and 70° the point bar distance from the outer bank was equal to 0.228 and 0.365 effective length of the structure respectively. To control the outer bend of river from scour different structures such as spur dike, bendway weir and submerged vane can be used for modification of flow pattern. With interaction of these structures and water flow scour around structure occurs that is the main cause of their failures. It is assumed that the change of geometry and layout of structure can change bed topography for its stability and that is the purpose of the present study. Therefore, in this study a Triangle-shaped spur dike with different angles (23, 30, 40, 60 and 70 degrees) to the upstream direction under different hydraulic conditions (Froude numbers 0.194, 0.214, 0.233 and 0.253) was tested. For all experiments, single Triangle-shaped spur dike was installed outside bend of flume in 72° position which maximum scour depth is usually occurring. For all experiments, flow depth was kept constant equal to 13 cm.}, Keywords = {Triangle-shaped spur dike,90° mild bend,scour and deposition}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {165-175}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {تغییرات توپوگرافی بستر در قوس ملایم 90 درجه با نصب آبشکن مثلثی‌ شکل}, abstract_fa ={به منظور کنترل آبشستگی در قوس بیرونی رودخانه ¬ها از سازه ¬های مختلفی مانند آبشکن، سرریز مستغرق، صفحات مستغرق و غیره جهت اصلاح الگوی جریان رودخانه استفاده می ‌شود. از اندرکنش این سازه‌ ها و جریان آب، در اطراف سازه آبشستگی بوجود می ¬آید که عامل اصلی تخریب آنها می ‌باشد. فرض بر اینست که تغییر هندسه و جانمائی سازه می ‌تواند توپوگرافی بستر را در جهت پایداری آن تغییر دهد و این از اهداف تحقیق حاضر است. لذا در این تحقیق صفحه گوه ‌ای شکل با زوایای مختلف نصب (23، 30، 40، 60 و 70 درجه) درجهت بالادست و تحت شرایط هیدرولیکی متفاوت مورد آزمایش قرار گرفت. در همه آزمایشات تک صفحه گوه ¬ای شکل در موقعیت زاویه 72 درجه نصب گردید. نتایج این تحقیق نشان دادند که زوایای 23 و 60 درجه بترتیب دارای کمترین و بیشترین، عمق آبشستگی و فاصله خط القعر از ساحل بیرونی می ¬باشند. حداکثر عمق آبشستگی زوایای 23 و 60 درجه بترتیب 127/0 و 496/0 طول موثر سازه می ¬باشند درضمن فاصله ماکزیمم عمق آبشستگی (خط القعر) زوایای مذکور از ساحل بیرونی بترتیب 743/0 و 6/1 طول موثر سازه می ¬باشد. با افزایش زاویه نصب، فاصله پشته رسوبگذاری شده از ساحل بیرونی و ابعاد آن در پائین دست، افزایش می ¬یابد. در زوایای 23 و 70 درجه فاصله پشته رسوبگذار از ساحل بیرونی بترتیب 267/0 و 39/0 طول موثر سازه میباشد.}, keywords_fa = {آبشکن مثلثی شکل,قوس ملایم 90 درجه,آبشستگی و رسوبگذاری}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-11840-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-11840-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {rezaiee-pajand, mohamm}, title = {shape optimization of concrete dams by three approximation methods}, abstract ={optimization of arch dams.}, Keywords = {arch dams,sequential quadratic programing,feasible direction,Sensitivity analysis}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {177-188}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {طرح شکل بهینه ی سدهای دوقوسی بتنی با سه روش تقریبی}, abstract_fa ={سد قوسی یکی از سازه¬های بتنی پرکاربرد و مفید می¬باشد. طرح بهینه¬ی شکل این گونه سدها کمک شایانی به بهره¬وری مطلوب از ظرفیت سازه و مصالح می¬نماید. این پژوهش یک الگوی هندسی مناسب و روشی کارا برای بهینه¬سازی شکل سدهای قوسی پیشنهاد می¬کند. افزون بروارد کردن تمامی محدودیت¬های هندسی ورفتاری سازه دررابطه سازی، کمترین حجم سد حساب می¬شود. از الگوی سد دوقوسی سهمی¬گونه برای هندسه¬ی سازه بهره¬جویی خواهد شد. بهینه¬سازی شکل سدهای دوقوسی بتنی با سه روش تقریبی انجام می¬پذیرد. تجربه¬های عددی این مقاله نشان می دهدکه با وجود به کاربردن متغیرهای طراحی بیشتر، می توان با روش پیشنهادی حجم سازه¬ی کمتری نتیجه گرفت وزمان تحلیل را کاهش داد. سد قوسی یکی از سازه¬های بتنی پرکاربرد و مفید می¬باشد. طرح بهینه¬ی شکل این گونه سدها کمک شایانی به بهره¬وری مطلوب از ظرفیت سازه و مصالح می¬نماید. این پژوهش یک الگوی هندسی مناسب و روشی کارا برای بهینه¬سازی شکل سدهای قوسی پیشنهاد می¬کند.}, keywords_fa = {سد دوقوسی,برنامه ریزی درجه دوم پیاپی,جهت پذیرفتنی,تحلیل حساسیت}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-9236-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-9236-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} } @article{ author = {maadani, saeed and akbari, reaza and maalek, shahrokh}, title = {Comparison of the Vibrational Frequencies of RC Slab-on-Girder Bridge via Theoretical and Experimental methods}, abstract ={In this paper, the dynamic characteristics of two highway bridges have been extracted via performing several operational modal tests. The tests have been performed during the normal traffic passage and ambient condition. The first bridge studied here, the "Ziar-1" Bridge built in 2003s in the road between the cities of Isfahan and Ziar, is a two span reinforced concrete with cast in place slab-on-rectangular girder superstructure system with the total length of 33 m. The deck is simply supported over a wall type middle pier and two side abutments with closed type. The superstructure is supported by the piers and abutments through elastomeric bearings. The second bridge, the "Ziar-2" Bridge built in 2012s as the new line of that road, is a two span reinforced concrete with in-site slab-on-precast girder superstructure system with similar length of the first bridge. The deck of this bridge is continuous without middle or side expansion joints and is supported over a pier bent consisting of a bent cap and three circular columns. The bridges, which pass over the "Zayandeh-Rood" river, are structurally separate and a 50cm distance has been provided between them. Both the bridges have similar geometry but different boundary conditions. The results of the modal tests have been also compared with the results of supporting finite element models of the bridges and the effects of boundary conditions on the dynamic characteristics of the bridges have been investigated. At the time of the first phase experiments, the river was dry due to drought in recent years and the level of underground water was sufficiently deep. It is predicted that presence of water current around bridge piers, in which the superstructure have monolithic connection with piers and side abutments, may change the dynamic properties of superstructure. In order to investigate to what extent the presence of water current in the river may affect the dynamic characteristics of the bridges; additional modal test has been performed on the second bridge, in which its deck is continuously connected to the supporting elements. On the other hand, the seasonal effects of the water current in the river on the dynamic characteristics of one of the bridges, as representative of reinforced concrete slab-on-girder integral bridges, have been also studied. In order to realize to what extent the pier-superstructure connection in this bridge is monolithic, the actual displacement pattern of the measurement points on the superstructure at the pier location has been closely measured and compared with corresponding results of the finite element model of the bridge. The results show that, as far as the boundary conditions of the deck is concerned, it has significant effect on the dynamic behavior and corresponding natural frequencies of the superstructure, especially in the first bending and the first torsional modes. Also, it was found that the presence of water current around the piers of the bridge leads to slightly increase in the natural frequency and the associated damping values of the bridge.}, Keywords = {Dynamic characteristics,ambient vibration test,Boundary conditions,concrete bridges}, volume = {14}, Number = {3}, pages = {189-198}, publisher = {Tarbiat Modares University}, title_fa = {مقایسه فرکانسهای ارتعاشی پلهای تیر و دال بتنی به روشهای تئوری و تجربی}, abstract_fa ={در این مطالعه، مشخصات دینامیکی دو پل بزرگراهی متشکل از عرشه تیر و دال بتنی دارای هندسه مشابه ولی با شرایط مرزی و محیطی متفاوت با انجام چندین آزمایش ارتعاش محیطی استخراج‌شده و نتایج آن مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. همچنین، از آنجا که پلهای مورد بررسی بر روی رودخانه احداث‌شده‌اند، به کمک نتایج حاصل از انجام آزمایش مودال، اثر فصلی بودن رودخانه و حضور یا عدم حضور آب در بستر رودخانه بر کمیت‌های دینامیکی یکی از این پلها که اتصال عرشه به کوله و پایه های آن به صورت پیوسته می باشد، در دو بازه زمانی متفاوت یعنی زمان خشکی و زمان پر آبی رودخانه، بررسی شده است. به منظور مقایسه شهودی میزان گیرداری و تغییر شکل‌های اتصال پیوسته عرشه به پایه در این نوع پلها، جابجایی های واقعی عرشه، در نزدیک مرز محل اتصال به پایه، اندازه‌گیری و با مدل تحلیلی مقایسه می شود. نتایج حاصل از بررسیهای انجام‌شده نشان می دهد، شرایط مرزی در تکیه گاههای عرشه نظیر صلبیت خمشی اتصال عرشه به پایه و کوله و یا وجود بالشتکهای الاستومری، تأثیر قابل‌توجهی در تغییر فرکانس ارتعاشی مودهای سازه به ویژه مودهای اول خمشی و پیچشی دارد. همچنین مغروق شدن پایه ها در آب نیز موجب تغییرات ناچیز در مقادیر فرکانسهای ارتعاشی و تغییرات بیشتری در مقادیر میرایی سازه می گردد.}, keywords_fa = {مشخصات دینامیکی,ارتعاش محیطی,شرایط مرزی,پلهای بتنی}, url = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-9942-en.html}, eprint = {http://mcej.modares.ac.ir/article-16-9942-en.pdf}, journal = {Modares Civil Engineering journal}, issn = {}, eissn = {2476-6763}, year = {2014} }