دانشگاه تربیت مدرس مهندسی عمران مدرس 2476-6763 25 5 2025 11 22 Investigation of the Mechanical Behavior of Aluminum Nano-films with Surface Oxidation under Uniaxial Tests: Molecular Dynamics Analysis بررسی رفتار مکانیکی نانوورق‌های آلومینیومی دارای لایه اکسید سطحی تحت آزمون تک‌محوری با روش دینامیک مولکولی 7 17 12715 10.22034/25.5.7 FA امیر رضائی صامتی گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا خسین عباسی گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا Journal Article 2025 07 13 Aluminum nano-films are one of the functional elements that have various applications in different fields such as strengthening cement base materials, improving the performance and efficiency of concrete, and enhancing the mechanical and volumetric properties of clay. In this study, the mechanical responses of aluminum nano-film are investigated under uniaxial tensile and compressive tests using the molecular dynamics (MD) method. The initial configuration of the nano-film is constructed based on a 3D aluminum core—alumina shell model that provides a suitable description of surface oxidation in the nano-film. This model is useful to determine the influence of surface oxidation on the mechanical behavior of nan-film. Because of the accuracy and competency, the inter-atomic interactions are evaluated using the EAM+CTI potential, which is a hybrid potential consisting of two components, i.e., EAM and CTI potential, such that it can also take into account the electrostatic interactions between the atoms. After establishing the initial configuration, the energy minimization process is performed on the nano-film, and then its temperature and pressure are adapted to the environmental conditions through the relaxation process. The MD analysis is accomplished by the open-source LAMMPS software, and the visualization of outputs is performed by the open-source OVITO software. The periodic boundary condition is imposed on the lateral sides of the nano-film to eliminate the free surface effect of the atomistic analysis. The tensile and compressive tests are applied to the nano-film in accordance with the experimental tests, and the stress—strain curves are determined. The concept of Virial stress is employed to calculate the stress of the atomic model, which is equivalent to the conventional Cauchy stress in classical mechanics. In order to diminish the dynamic effects, deformation is incrementally applied to the nano-film, such that at each increment, a small strain is gently imposed, then the nano-film is relaxed under the deformed conditions, and finally the stress and strains are evaluated. The numerical simulations are verified by comparing them with experimental data, which demonstrates the acceptable accuracy of the obtained numerical results. The influence of various parameters such as the thickness and the percentages of oxide layers are investigated on the mechanical response and stress-strain curve of aluminum nano-film under the uniaxial tests. It is demonstrated that the thickness of the oxide layer significantly impacts the mechanical behavior, such that the hardness and energy absorption capacity of the nano-film is increased considerably by increasing the percentage of the oxide layer thickness. However, increasing the total thickness of the nano-film leads to a decrease in the Young’s modulus and elastic limit of the specimen. It is because of the decrease in the percentage of oxide layer thickness by increasing the total thickness of the nano-film. Point defects are one of the important imperfections in the crystal structures of atomic configuration that have a significant effect on the mechanical behavior of materials. In order to investigate the influence of point defects, different percentages of voids are generated by randomly omitting some atoms in the nano-film domain. The generated specimens are analyzed under the uniaxial tests, and their mechanical characteristics are evaluated. The numerical simulations demonstrate that the hardness of the nano-film is significantly reduced by increasing the point defects. نانوورقهای آلومینیومی از جمله اجرایی هستند که کاربردهای مختلفی در زمینههای متنوع همچون تقویت مواد پایه سیمانی و بهبود عملکرد و کارایی بتن و ارتقا خواص مکانیکی و حجمی خاک رس دارند. در این مطالعه به بررسی پاسخهای مکانیکی نانوورقهای آلومینیومی تحت آزمون کشش و فشار تکمحوری با استفاده از روش دینامیک مولکولی پرداخته میشود. مدل اتمی در نظر گرفته شده برای نانوورق براساس مدل سهبعدی هسته آلومینیومی و پوسته اکسید آلومینیوم است که میتواند توصیف مناسبی از اکسیداسیون سطحی در نمونه داشته باشد. اندرکنش بین اتمی نیز براساس پتانسیل EAM+CTI محاسبه میشود تا مدلسازی دارای دقت خوبی بوده و تاثیرات اندرکنش الکترواستاتیک بین ذرات نیز در نظر گرفته شود. پس از ایجاد پیکربندی اولیه نانوورق، فرایند کمینهسازی انرژی صورت پذیرفته و نمونه تحت شرایط محیطی پایدار میگردد. سپس آزمون تکمحوری کششی و فشاری منطبق با شرایط آزمایشگاهی بر نمونه اعمال شده و نمودارهای تنش-کرنش نمونه تعیین میگردد. به منظور حذف اثرات دینامیکی ناشی از سرعت بالای بارگذاری، اعمال تغییرشکل بر نانوورق به صورت گامبهگام صورت میپذیرد. در این روش برای هر گام از بارگذاری، ابتدا تغییرشکل کمی به آرامی به نمونه اعمال شده، سپس نمونه تحت شرایط تغییرشکل یافته پایدار گردیده و در انتها مقادیر تنش و کرنش در نمونه ارزیابی میشود. شبیهسازی صورت گرفته با مقایسه با دادههای آزمایشگاهی صحتسنجی میشود. پس از تایید صحت مدلسازی، نانوورقها با ضخامتهای مختلف و درصدهای مختلفی از لایه اکسید تحت آزمون تکمحوری ارزیابی شده و نمودار تنش-کرنش آنها بررسی میگردد. نتایج حاکی از تاثیر زیاد ضخامت لایه اکسید بر رفتار مکانیکی نانوورق است، به طوری‌که با افزایش درصد لایه اکسید از 15 تا 60 درصد نمونه سخت‌‌تر شده و مدول یانگ آن از حدود 75 به 100 گیگاپاسکال افزایش ‌می‌یابد. همچنین تاثیر نواقص نقطهایی نیز بر شیب نمودار تنش-کرنش بیانگر کاهش سختی با افزایش میزان حفرات بسیار زیر در نمونهها است.Top of Form

https://mcej.modares.ac.ir/article_12715_47ba327b57be22b98eee0e5dc3e14711.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی عمران مدرس 2476-6763 25 5 2025 07 23 Drift assessment of steel moment frames with masonry infills considering period elongation effects due to infill failure in damping model ارزیابی جابه جابی نسبی قاب‌های خمشی فولادی دارای میانقاب‌های مصالح بنایی با در نظر گرفتن آثار افزایش زمان تناوب ناشی از شکست میانقاب‌ها در مدلسازی میرایی 19 34 24046 10.22034/25.5.1 FA سید علیرضا بذرگری کارشناس ارشد مهندسی زلزله، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران منصور یخچالیان استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران Journal Article Masonry infills are generally assumed as non-structural elements in structural calculations and are not modeled. However, observations after past earthquakes have shown that masonry infills have significant effects on the seismic performance of structures and their seismic behavior should not be neglected. Additionally, the absence of masonry infills in the first story, which is common in structures for commercial and architectural reasons, has led to the occurrence of the soft story phenomenon in past earthquakes. The maximum interstory drift ratio (MD) is the most important criterion for assessing seismic damage and the occurrence of collapse in structures. In this study, the seismic performance of 3- and 9-story steel moment resisting frames (MRFs) with masonry infills was evaluated using a probabilistic framework considering the record-to-record variability. Two configurations were considered for the masonry infills including fully infilled and open ground story configurations. The seismic performance of the MRFs with these two configurations was compared to that of bare MRFs. The OpenSees software was employed for nonlinear modeling of the structures and masonry infills were modeled using single compression-only struts. The fundamental periods of structures with masonry infills significantly increase after the failure of the masonry infills. To evaluate these effects, Rayleigh damping was modeled using the conventional method and a modified method, which considers the severe elongation of fundamental period due the failure of infills, and the responses obtained from the two methods were compared. By performing incremental dynamic analyses using 78 far-field ground motion records, drift fragility curves and mean annual frequencies of exceeding four MD levels of 0.7%, 2.5%, 5%, and 15% (λMD) were obtained for the structures. The MD levels of 0.7%, 2.5%, and 5% correspond to the performance levels of immediate occupancy, life safety, and collapse prevention, respectively. The MD level of 15% corresponds to the seismic collapse of the structures. The results indicate that the presence of masonry infills improves the drift performance of the MRFs with the fully infilled configuration. However, since the masonry infills experience failure at higher drift levels, their effectiveness decreases at these drift levels. For example, by using the modified damping method for the 3-story structure with the fully infilled configuration, the masonry infills reduce the λMD value given MD = 0.7% by 43%, but the reduction in the λMD given MD = 15% is 19%. Furthermore, the absence of masonry infills in the first story leads to the soft story phenomenon at lower drift levels, and therefore, the performance of the structures with the open ground story configuration is worse than that with the fully infilled configuration. It should be mentioned that at higher drift levels, due to the failure of masonry infills, the structures with the two configurations for infills have almost the same performance. Furthermore, the performance of the 9-story structure with the open ground story configuration given some drift levels is even worse than that of the bare 9-story structure. Based on the results obtained, the conventional Rayleigh damping method in the technical literature underestimates the responses. در حالی که مشاهدات پس از زلزله‌ها اهمیت مدلسازی میانقاب‌ها در محاسبات سازه‌ها را نشان داده‌اند، عموما میانقاب‌ها در محاسبات سازه‌ها مدلسازی نمی‌شوند. در این مطالعه، عملکرد جابه‌جایی نسبی قاب‌های خمشی فولادی سه و نه طبقه دارای میانقاب‌های مصالح بنایی با دو چیدمان میانقاب در همه‌ طبقات و بدون میانقاب در طبقه‌ اول به صورت احتمالاتی و با در نظر گرفتن عدم قطعیت رکورد به رکورد زلزله ارزیابی شد. از نرم‌افزار OpenSees برای مدلسازی غیرخطی سازه‌ها استفاده شد و میانقاب‌ها با دستک فشاری مدلسازی شدند. زمان تناوب سازه‌های دارای میانقاب بعد از شکست میانقاب‌ها به شدت افزایش پیدا می‌کند. برای بررسی آثار این افزایش زمان تناوب در مدلسازی میرایی رایلی، میرایی رایلی با استفاده از روش متداول در ادبیات فنی و روش میرایی اصلاح شده مدلسازی شد و پاسخ‌های دو روش با هم مقایسه شدند. تحلیل‌های دینامیکی افزاینده با استفاده از 78 رکورد زلزله حوزه دور انجام شدند و منحنی‌های شکنندگی جابه‌جایی نسبی و میانگین فراوانی سالیانه عبور از چهار سطح جابه‌جایی نسبی 0/7، 2/5، 5 و 15 درصد، ، بدست آمد. نتایج نشان می‌دهند که در سطوح بالاتر جابه‌جایی نسبی اثر مثبت میانقاب‌ها به دلیل شکست آنها کاهش می‌یابد و عدم وجود میانقاب در طبقه‌ اول منجر به ایجاد پدیده طبقه‌ نرم می‌شود. برای نمونه، در روش میرایی اصلاح شده، در سازه سه طبقه با چیدمان میانقاب در همه‌ طبقات، میانقاب‌ها در سطح جابه‌جایی نسبی 0/7 درصد مقدار λMD را 43 درصد کاهش داده‌اند اما در سطح جابه‌جایی نسبی 15 درصد این کاهش به 19 درصد رسیده است. به علاوه، روش متداول مدلسازی میرایی در ادبیات فنی پاسخ‌ها را دست پایین برآورد می‌کند

https://mcej.modares.ac.ir/article_24046_3cdc0a294d55c26d6d656877c731d24d.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی عمران مدرس 2476-6763 25 5 2025 11 22 Effect of high temperature and gradual cooling with air and fog on concrete containing steel fibers اثرحرارت بالا و خنک سازی تدریجی با هوا و مه پاشی بر بتن حاوی الیاف فولادی 35 47 12716 10.22034/25.5.2 FA ُسید حسین قاسم زاده موسوی نژاد دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان آرمین متقی پیرموسائی مربی،کارشناسی ارشد عمران - سازه دانشکده فنی و مهندسی، موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی گیلان روح اله آصفی کارشناس ارشد مهندسی عمران- سازه، دانشکده فنی و مهندسی ، موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی گیلان Journal Article 2025 07 13 Fire can not only lead to many human and financial losses, but also can cause structures to collapse and destroy them. For this reason, it is necessary and inevitable to protect buildings against fire and conduct more research in the field of better understanding the effects of combining different materials with each other and obtaining materials with greater resistance to fire. Concrete and concrete structures are always used by construction engineers due to their resistance, availability and resilience against fire. Ordinary concrete loses its strength at high temperatures, and the use of unreinforced concrete is not very useful due to its brittleness and weakness in tensile strength. In concrete, the tensile strength is lower than its compressive strength, and for this reason, researchers are trying to increase the resistance to fire and heating by improving the tensile strength of concrete. Reinforcing concrete with rebar is always a solution to increase the tensile strength in concrete parts, one of the most important weaknesses of using rebar in concrete is that the reinforcements form a small part of the concrete cross-section and actually cause the concrete to be inhomogeneous. In this research, double-bent steel fibers have been used to overcome the mentioned weakness and reinforce the concrete. It should be noted that concrete containing steel fibers has favorable compressive and tensile strength due to the high tensile strength of steel fibers. In order to achieve this goal and achieve fiber concrete that has good fire resistance, we defined seven different mixing plans with different percentages of steel fibers and lubricants. Concrete samples were produced using double-bent steel fibers in amounts of 0.5, 1, and 1.2 percent by volume of concrete and superlubricant in 0.5, 1, and 1.3 percent by weight of cement, and then in Cubic molds with dimensions of 10x10x10 cm and cylindrical ones were sampled as standard, and after setting the cement, the 28-day-old concrete samples, after heating and placing inside the electric heater with different temperatures, were divided into two The method of gradual cooling with ambient air and fog spraying (water spraying) is similar to what firefighters do when extinguishing a fire, after measuring the amount of weight loss of the heated samples, the weight loss values were presented in the form of a diagram, then the samples were subjected to tests Compressive strength, tensile strength (Brazilian test) and ultrasonic wave speed (ultrasonic test) were placed, and the results and data of each of them for each mixing design were presented in the form of a diagram after examination and classification, so that the effect of high heat on Concrete containing steel fibers and super-lubricant should be determined. The results clearly showed the improvement of the tensile strength in three volume percentages of fibers by 14.6, 16.8 and 64.5%, respectively, compared to concrete without fibers, and also the compressive strength of concrete after bearing the heat of 250 degrees Celsius and cooling to the fogging method had 44.5, 31.6, and 9.3 percent, respectively, and in the gradual air cooling method, the compressive strength was 43.3, 44.9, and 50 percent, respectively. افزایش دما در حوادثی نظیر آتش سوزی همواره یکی از دغدغه های مهندسان می باشد که در صورت عدم مهار آتش سوزی، ممکن است به فروپاشی کلی سازه منجر شود. سازه های بتنی به دلیل مقاومت، در دسترس بودن و تاب آوری مناسب در برابر آتش سوزی همواره مورد استفاده مهندسان ساختمان هستند. مقاومت کششی بتن کمتر از مقاومت فشاری آن است و به همین دلیل پژوهشگران در تلاشند که با بهبود مقاومت کششی بتن، مقاومت آن را در برابر آتش سوزی و گرم شدن افزایش دهند. بتن حاوی الیاف فولادی به علت مقاومت کششی بالای فولاد، از مقاومت فشاری و کششی مطلوبی برخوردار است. در این پژوهش نمونه های بتن با استفاده از الیاف فولادی دوسر خم به مقادیر 5/0، 1 و 2/1 درصد حجمی بتن و فوق روان کننده در درصد های 5/0، 1 و 3/1 درصد وزنی سیمان تولید شد و سپس نمونه های عمل آوری شده بتن 28روزه، پس از حرارت دهی با دماهای متفاوت به دو روش خنک شدن تدریجی با هوای محیط و مه پاشی (آب پاشی)، تحت آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت کششی (تست برزیلی) و سرعت موج عبوری امواج فراصوت (تست آلتراسونیک) قرار گرفت. نتایج بیانگر بهبود مقاومت کششی در سه درصد حجمی الیاف بترتیب به مقدار 6/14، 8/16 و 5/64 درصد نسبت به بتن بدون الیاف شد و همچنین مقاومت فشاری بتن پس از تحمل گرمای 250 درجه سانتی گراد و خنک سازی به روش مه پاشی به ترتیب دارای 5/44، 6/31 و 3/ 9 درصد و در روش خنک سازی تدریجی با هوا به ترتیب 3/43، 9/44 و50 درصدی مقاومت فشاری شد.

https://mcej.modares.ac.ir/article_12716_0ad19a1cd666b3b65b6e46ad4ccc42f5.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی عمران مدرس 2476-6763 25 5 2025 11 22 Numerical simulation of landslides caused by rainfall of different intensities شبیه سازی عددی زمین لغزش در اثر بارش های با شدت های متفاوت 49 59 12720 10.22034/25.5.5 FA فرزین سلماسی گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز 0000-0002-1627-8598 Journal Article 2025 07 13 Foothills, plains, alluvial areas, and sloping areas whose soil is geologically susceptible to landslides, can become unstable and dangerous. In Iran, because of their soil type, Mazandaran, Gilan, Lorestan, Golestan and Khuzestan provinces are more vulnerable to landslides than other provinces. But taking into account factors such as earthquakes, extreme weather, and human interference, other parts of the country can also be prone to landslides. In case of rainfall and absorption of water by clay layers, the possibility of landslides increases. If the slope of the land is suitable, the slope will move on the clay layer and the thrust will occur downwards. In many mountains and steep areas, the conditions for slope failure may be available in terms of the slope angle, the type of soil and the presence of clay layers. But in the absence of sufficient soil moisture, this phenomenon is not observed. Landslides occur whenever rainfall happens and water penetrates the clay layer. Cutting down forest trees, destroying vegetation and pastures, along with possible rainfall and soil moisture, cam cause landslides on steep slopes. In fact, land use changes contribute to landslides. By examining the statistics over the last three decades in the northern provinces of Iran, it can be seen that landslides were far less likely when there was proper vegetation. The occurrence of heavy rains can cause failure in a large number of soil slopes. During these heavy rainfalls, the underground water level rises and increases the pore water pressure and reduces the stability of the soil. The purpose of this study is to investigate changes in pore water pressure and the factor of safety for slope stability. The flow of water inside the soil is numerically modeled as a two-dimensional, saturated-unsaturated, unsteady flow. The finite element method (FEM) is used to calculate the pore water pressure and the limit equilibrium method is used to determine the factor of safety for slope stability. To simulate the unsteady flow, time duration of 4 days is used with a time step of 0.1 days. The rainfall duration was assumed to be 24 hours. The intensities of different rainfalls are used as the input flux on the soil surface. The soil moisture curve, which shows the relationship between suction-moisture content and suction-hydraulic conductivity, is used. The results show that different rainfall intensities have different effects on soil moisture profile. As the intensity of precipitation increase, the factor of safety of slope stability decreases. This decrease is steeper for the first 24 hours of rainfall and over the three days after the rain stopped, its slope decreased. For example, for a rainfall intensity of 2.04 mm/hour and the duration of one day, resulted in a factor of safety of slope stability equal to 1.853, and at the end of the fourth day, it was 1.743. In other words, the factor of safety decreased by 5.9%. هر ساله وقوع باران‌های شدید باعث ایجاد شکست در تعداد زیادی از شیب‌های خاکی میشود .در طول این باران‌ها، سطح آب زیرزمینی بالا آمده و باعث افزایش فشار آب منفذی و کاهش پایداری شیب میگردد. هدف از این تحقیق، بررسی تغییرات فشار آب منفذی و ضریب اطمینان پایداری شیب است. جریان آب درون خاک، به صورت دو بعدی، اشباع- غیراشباع و غیردائمی مدلسازی عددی میشود. از روش اجزای محدود برای محاسبه فشار آب منفذی و از روش تعادل حدی برای تعیین ضریب اطمینان پایداری شیب استفاده میشود. برای شبیهسازی جریان غیردائمی، زمان برابر 4 روز، با گام 1/0 روز استفاده میشود. مدت بارش 24 ساعت فرض شد. شدت بارشهای مختلف به صورت شار ورودی روی سطح خاک، معرف یکی از شرایط مرزی استفاده شد. منحنی رطوبتی خاک که نشان دهنده رابطه مکش – محتوی رطوبتی و مکش- هدایت هیدرولیکی است، استفاده شد. نتایج نشان داد که شدت بارشهای مختلف، اثرات متفاوتی روی پروفیل رطوبتی خاک دارند. با افزایش شدت بارش، ضریب اطمینان پایداری شیب کاهش یافت. این کاهش برای 24 ساعت اول بارندگی شیب بیشتری داشت و در سه روز بعدی بعد از قطع بارش، شیب آن کمتر شد. به عنوان مثال، برای شدت بارش 04/2 میلیمتر بر ساعت و تدوام یک روز، نتایج نشان داد که در شروع بارش روی سطح خاک، ضریب اطمینان پایداری شیب برابر 853/1 بود که در پایان روز چهارم، به مقدار 743/1 کاهش یافت. به بیان دیگر، ضریب اطمینان پایداری شیب حدود 9/5 درصد کاهش یافت.

https://mcej.modares.ac.ir/article_12720_12ae3f826bb1b9873c71c353f3df494c.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی عمران مدرس 2476-6763 25 5 2025 11 22 Predictive Modeling of Moisture Susceptibility in Asphalt Mixtures Using Machine Learning ارزیابی حساسیت رطوبتی آسفالت : رویکرد برنامه ریزی ژنتیک چند ژنی 61 78 12724 10.22034/25.5.3 FA امیرحسین معتمدی دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران غلام حسین حامدی دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه گیلان، رشت، ایران فریدون مقدس نژاد دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران 0000-0003-3830-4555 Journal Article 2025 07 13 Moisture damage in asphalt mixtures poses significant challenges to infrastructure durability, necessitating accurate modeling for effective mitigation strategies due to the complex nature of moisture susceptibility. Current tests, such as those utilizing general indicators like the indirect tensile strength ratio, examine moisture susceptibility in asphalt mixtures. However, these tests incur substantial costs and require considerable time. Therefore, this study aims to develop moisture susceptibility prediction models using Multi-Gene Genetic Programming (MGGP). The research utilized four types of aggregates (two limestone and two granite types) and eight different Performance Grade (PG) bitumen types. The modified Lottman test method (AASHTO T283) was employed for moisture susceptibility assessment, with samples subjected to specific conditioning protocols including vacuum saturation (13-67 kPa absolute pressure), freeze-thaw cycles (-18°C for 16 hours), and hot water conditioning (60°C for 24 hours). Indirect tensile strength tests were conducted under controlled loading conditions (2 Hz frequency, 0.1s loading time, 0.4s rest period) at 25°C. The dataset comprised 34 samples and 11 variables to predict two key indicators: Inflection Stripping Point (ISP) and Stripping Slope (SS). The MGGP model demonstrated remarkable performance in predicting both ISP and SS, achieving R2 values of 0.981 and 0.974 for the test data, respectively. Several crucial parameters were analyzed, including the apparent film thickness (AFT) calculated using aggregate specific surface area, permeability measured through falling head test method (ASTM PS 129-01), and surface free energy components. The surface energy analysis incorporated both cohesive free energy (CFE) and adhesive free energy (AFE), with special attention to the acid-base theory components: Lifshitz-van der Waals (LW), Lewis acid (Γ+), and Lewis base (Γ-) components. For ISP prediction, the MGGP model identified key variables including the ratio of base to acid surface free energy (SFE), asphalt-water adhesion (ΓAsphalt-Water), cohesive free energy (CFE), adhesive free energy (AFE), permeability of asphalt mixture (PAM), asphalt film thickness (AFT), and degree of saturation (DS). The model for SS prediction emphasized the importance of ΓAsphalt-Water, aggregate-water adhesion (ΓAggregate-Water), wettability, specific surface area (SSA), PAM, and DS. The study employed various performance metrics to evaluate the MGGP models. For ISP predictions, the model achieved RMSE, MSE, and MAE values of 5.228, 27.337, and 3.843, respectively. For SS predictions, these values were 0.294, 0.086, and 0.231, respectively, indicating high accuracy and low error rates. These results surpass those of previous studies employing traditional Genetic Programming (GP) methods, highlighting the potential of MGGP as a powerful tool in modeling asphalt moisture susceptibility. The practical implications of this research are significant for improving asphalt mixture durability, reducing maintenance costs, and enhancing road safety. Future research could focus on validating the models across a broader range of asphalt mixtures and environmental conditions. حساسیت رطوبتی در مخلوط‌های آسفالتی چالشی عمده در دوام زیرساخت‌های راهسازی محسوب می‌شود. پیچیدگی این پدیده، مدل‌سازی دقیق را برای ارائه راهکارهای مؤثر ضروری می‌سازد. روش‌های آزمایشگاهی موجود، از جمله آزمون‌های مبتنی بر شاخص‌های عمومی مانند نسبت مقاومت کششی غیرمستقیم، اگرچه در ارزیابی حساسیت رطوبت کارآمد هستند، اما با محدودیت‌های قابل توجهی از نظر هزینه و زمان مواجه‌اند. در این پژوهش، با استفاده از چهار نوع سنگدانه (دو نوع آهکی و دو نوع گرانیتی) و هشت نوع قیر با درجه عملکردی مختلف، آزمایش‌هایی شامل روش اصلاح‌شده لاتمن و آزمایش کششی غیرمستقیم انجام شد. مجموعه داده‌ای متشکل از 34 نمونه و 11 متغیر برای پیش‌بینی دو شاخص کلیدی عملکرد حساسیت رطوبتی، نقطه عطف عریان‌شدگی (ISP) و شیب عریان‌شدگی (SS)، با استفاده از روش برنامه‌ریزی ژنتیک چندژنی (MGGP) مورد استفاده قرار گرفت. برخی از پارامترهای مهم مورد بررسی شامل ضخامت ظاهری لایه قیر، نفوذپذیری، انرژی جداشدگی، انرژی آزاد پیوستگی و چسبندگی بود. نتایج حاصل از مدل‌سازی نشان می‌دهد که برای پیش‌بینی ISP، مدل‌ MGGP ضریب تعیین (R2) 0.981 را ارائه می‌دهد و در مورد SS، این مقدار 0.974 می‌باشد. مدل‌ مورد استفاده در این تحقیق می‌تواند فرمول‌های ریاضی ارائه دهد که شامل پارامترهای ورودی مؤثر بر ISP و SS هستند.

https://mcej.modares.ac.ir/article_12724_8e636fbd9b5bd3c70e5bacdfbf9714e1.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی عمران مدرس 2476-6763 25 5 2025 11 22 Investigating The Effect of Replacing Diatomite Powder with Quartz Powder on The Mechanical Properties of Reactive Powder Concrete تاثیر جایگزینی پودر دیاتومیت ممقان به جای پودر کوارتز بر مشخصات مکانیکی بتن‌پودری‌واکنشی 79 91 12725 10.22034/25.5.6 FA بهمن شروانی استادیار ،گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران. اصلان اسدی کارشناس ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران. Journal Article 2025 07 13 Reactive Powder Concrete (RPC) is recognized as one of the most innovative types of concrete, notable for its exceptional strength and durability. This type of concrete is composed of essential components such as cement, silica fume, quartz powder, silica sand, superplasticizer, and water. Due to its superior mechanical properties, RPC is widely utilized in specialized projects and structures that require outstanding strength and durability. However, the high cost of its components, particularly quartz powder, significantly increases the overall production cost, limiting its widespread application in larger, cost-sensitive projects. Quartz powder is scarce in the Azerbaijan region of Iran and is often sourced from mines in Hamedan and Isfahan. By replacing it with more locally available, affordable materials, final production costs can be reduced. To address this issue and optimize the use of available resources, the possibility of substituting quartz powder with local, cheaper, and more accessible materials has been explored. Micronized quartz powder is crystalline, though some of its finer particles have a minor pozzolanic effect. In contrast, diatomite powder, which contains both amorphous and crystalline particles with a high percentage of amorphous silica, exhibits significantly greater pozzolanic activity. These enhanced reactions contribute to the formation of a denser and stronger concrete matrix, improving its mechanical properties. The purpose of this study was to investigate the feasibility of replacing quartz powder with diatomite powder in different proportions—specifically 25%, 50%, 75%, and 100%. The goal was to evaluate how this substitution affects the concrete's strength while also reducing overall production costs. In this research, concrete samples were tested at various curing ages, including 7, 14, and 28 days. Mechanical tests such as compressive strength and tensile strength were conducted to assess the effects of the substitution on the concrete's performance. Additionally, parameters such as standard water absorption, water absorption during curing, density, and consistency were measured. To simulate real-world construction conditions and avoid the use of specialized equipment, the samples were cured in a water tank at 25°C. This curing method not only eliminated the need for expensive equipment like autoclaves but also made the concrete more applicable to typical site conditions, further lowering production costs. The test results were promising. The strength of the modified concrete mixtures improved significantly when diatomite powder replaced quartz powder. In samples where 100% of the quartz powder was substituted with diatomite, the compressive strength increased from 543 MPa to 806 MPa (approximately 49%), and the tensile strength increased from 543 MPa to 806 MPa (approximately 18%) at 28 days. In addition to the improvements in mechanical properties, the use of diatomite powder offers significant economic advantages. Diatomite is abundantly available in various regions, and its accessibility reduces both production and transportation costs. As a result, the overall production cost of the concrete is significantly lowered, which is especially beneficial for large-scale construction projects where cost efficiency is critical. In conclusion, replacing quartz powder with diatomite powder is a practical solution that brings both technical and economic benefits. The enhanced strength of the concrete, coupled with reduced production costs and the efficient utilization of local resources, makes this approach a practical and effective method for producing high-performance concrete. بتن‌پودری‌واکنشی (RPC) یکی از بتن‌های با مقاومت و دوام بالا است؛ مواد تشکیل‌دهنده آن، از جمله پودر کوارتز جزو مواد گران هستند که در منطقه آذربایجان کمیاب بوده و اغلب از معادن همدان و اصفهان تهیه می‌شود؛ که می‌توان با جایگزین کردن مصالح بومی و ارزان‌تر هزینه‌های نهایی تولید آن را کاهش داد. پودر میکرونیزه کوارتز، کریستاله می‌باشد اما بخشی از ذرات بسیار ریز آن اثر جزئی در واکنش‌های پوزولانی دارد؛ ولی در مقابل، پودر دیاتومیت که هم دارای ذرات آمورف و هم دارای ذرات کریستالی است با درصد بالایی از سیلیس آمورف، واکنش‌های پوزولانی بیش‌تری خواهد داشت. در این پژوهش جایگزینی پودر دیاتومیت به جای پودر کوارتز با درصدهای ۲۵، ۵۰، ۷۵ و ۱۰۰٪ انجام شد. آزمایش‌های مقاومت فشاری و مقاومت کششی (آزمایش دونیم‌شدن) در سنین ۷، ۱۴، و ۲۸ روزه انجام گرفت . همچنین مقادیر جذب آب استاندارد، جذب آب حین عمل آوری، چگالی و روانی اندازه گیری شد. برای آن که عمل‌آوری شبیه به شرایط کارگاهی و معمولی فصل بتن‌ریزی باشد، از اتوکلاو استفاده نشد و نمونه‌های ساخته‌شده در داخل حوضچه‌آب در دمای ۲۵ درجه‌سانتی‌گراد عمل‌آوری شدند. نتایج نشان داد که افزایش مقاومت در نمونه‌ها اتفاق افتاده‌است؛ به طوری که در جایگزینی ۱۰۰٪ در سن ۲۸ روزه، مقاومت فشاری را از 543 تا 806 مگاپاسکال(حدود ۴۹٪) و مقاومت کششی را از 543 تا 806 مگاپاسکال(حدود 18٪) افزایش داده‌است. همچنین باید در نظر داشت به دلیل وجود معدن دیاتومیت در منطقه، هزینه نهایی تولید بتن به دست آمده نیز کاهش می‌یابد.

https://mcej.modares.ac.ir/article_12725_b53da6bd516b0758856e71a272601ac5.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی عمران مدرس 2476-6763 25 5 2025 11 22 Prediction of significant wave height in Amir Abad Port using artificial intelligence methods (ANFIS, EANN, SVM) and evaluating its results with SWAN numerical model پیش‌بینی ارتفاع موج شاخص در بندر امیرآباد با استفاده از روش‌های هوش‌مصنوعی (ANFIS, EANN, SVM) و ارزیابی نتایج آن با مدل عددی سوان 93 103 12727 10.22034/25.5.4 FA محمد علی لطف الهی یقین استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز 0000-0003-2628-4083 علیرضا مجتهدی استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز عطا آقائی دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز ائلیاز صدقیانی دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز Journal Article 2025 07 13 The significant wave height is a critical parameter in the design and analysis of marine structures, as well as in their operational use. Consequently, predicting this parameter greatly contributes to improving the design and analysis of marine structures. Various modeling approaches for wave characteristics include numerical, empirical, and artificial intelligence models. This study employs the SWAN model, which is a third-generation model for the simulation and estimation of wave characteristics. Furthermore, soft computing models, including individual and hybrid artificial intelligence models such as Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS), Support Vector Machine (SVM), and Emotional Artificial Neural Networks (EANN), have been utilized for wave height prediction, using data from the Amirabad buoy for validation purposes. In this research, the model inputs consist of wind speed, while the outputs are the wave heights. The analysis of the different models was carried out using statistical metrics, including bias, root mean square error, coefficient of variation, and coefficient of determination. The evaluation of the models using these statistics indicates an acceptable agreement between the significant wave heights estimated by the SWAN model and the buoy data. Additionally, each of the three artificial intelligence models mentioned demonstrates a relatively accurate capability in predicting wave height. A comparison of the results from the artificial intelligence models revealed that the Support Vector Machine model exhibited higher accuracy than the others. The Support Vector Machine model serves as an alternative method to the SWAN model or other numerical techniques, enhancing modeling outcomes when wave height data is unavailable or lacks the necessary statistical quality. ارتفاع موج شاخص، در طراحی و تحلیل سازههای دریایی و بهره برداری از آنها پارامتر بسیار با اهمیتی می‌باشد در نتیجه پیش‌بینی این پارامتر کمک شایانی به بهبود طراحی و آنالیز سازه‌های دریایی می‌نماید، از روش‌های مدل‌سازی مشخصات امواج می‌توان به مدل‌های عددی، تجربی و هوش مصنوعی اشاره کرد، در این پژوهش از مدل سوان که یکی از انواع مدلهای نسل سوم در مدل‌سازی و تخمین مشخصات امواج است، استفاده شده است. سپس از مدلهای مبتنی بر محاسبات نرم شامل مدلهای منفرد و ترکیبی هوش مصنوعی مانند سیستم استنتاج عصبی‌-‌فازی انطباقی، مدل ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی مصنوعی احساسی، در پیش‌بینی ارتفاع موج استفاده شده است و از دادههای بویه امیرآباد جهت صحت‌سنجی استفاده شده است. ورودی مدلها در این پژوهش پارامتر سرعت باد و خروجی مدل‌ها نیز ارتفاع موج میباشد. تحلیل مدلهای مختلف با استفاده از سنجههای آماری اریبی، جذر میانگین مربع خطاها، ضریب پراکندگی و ضریب تبیین، انجام شده است. ارزیابی مدل‌ها توسط آمارههای فوق، حاکی از انطباق قابل قبول ارتفاع موج شاخص بدست آمده از مدل سوان با بویه دارد. همچنین هر سه مدل مبتنی بر هوش مصنوعی مذکور قابلیت پیشبینی نسبتاً دقیق پارامتر ارتفاع موج را دارند. همچنین مقایسه نتایج مدلهای مبتنی بر هوش مصنوعی نشان داد که مدل ماشین بردار پشتیبان، نسبت به بقیه مدل‌ها، دقیق‌تر است. مدل ماشین بردار پشتیبان به عنوان روشی جایگزین برای مدل سوان یا سایر روشهای عددی، در مواردی که داده‌های ارتفاع موج در دسترس نبوده و یا کیفیت آماری لازم را ندارد نتایج مدل‌سازی را بهبود می‌بخشد.

https://mcej.modares.ac.ir/article_12727_1230a1696bd04bc4a1c1e70bce477b46.pdf