نشریه زمین شناسی مهندسی

شناسایی موقعیت‌های نشت با استفاده از اثر تغییرات رطوبت خاک بر شکل موج‌های TDR

کمال گنجعلی پور

روش های الکترومغناطیس در ژئوفیزیک کاربردی به سرعت در حال پیشرفت هستند. از زمانی که روش بازتاب سنجی در حوزه زمان برای امواج رادار هدایت شده (TDR) رشد کرده است استفاده از آن منجر به کاربرد خلاقانه و مقایسه آن با سایر روش های اندازه گیری قبلی شده است. یک سیستم TDR از یک دریافت کننده و تولید کننده موج رادار (الکترومغناطیس)، یک خط انتقال و موج بر تشکیل شده است. پالس الکترومغناطیس تولید شده از درون کابل هادی به سمت موج بر حرکت می کند و از طریق موج بر وارد محیط تحت آزمایش می شود هدف از این تحقیق این است که با انجام آزمون هایی بر روی کابل های مخابراتی دو رشته ای به عنوان سنسور TDR، توانایی و دقت روش بازتاب سنجی زمان در تشخیص موقعیت های نشت مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این تحقیق کابل دو رشته ای در زیر مصالح رس گراولی GC مدفون شد و با افزایش درصد رطوبت خاک به صورت پله ای در دو نقطه، حساسیت روش TDR نسبت تغییرات رطوبت در اطراف کابل، مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس شکل موج های TDR نقاط تغییرات ثابت انعکاس در فاصله های 9-9/5 و 4/5 متری قرار دارد که کاملاً با فاصله واقعی نقاط آزمایش انطباق دارد. در این پژوهش از دستگاه رطوبت سنج TDR ساخت شرکت soil moisture مدل6050 x1 استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که روش TDR توانایی آن را دارد به عنوان یک سیستم مانیتورینگ برای تشخیص محل نشت در سدها، دایک ها و سایر سازه های ژئوتکنیکی به کار برده شود.

پیش‌بینی پارامتر‌های مقاومت برشی خاک‌های بندرعباس با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی

محمد فتح اللهی

پارامترهای مقاومت برشی، پارامترهای مهمی برای ارزیابی پایداری سازه های مهندسی هستند که محاسبه آن ها با روش های مرسوم نیازمند هزینه و زمان زیادی می باشد. در این پژوهش با استفاده از آزمایش های اولیه ژئوتکنیک مانند دانه بندی، حدود آتربرگ و آزمایش تک محوره و به کارگیری هوش مصنوعی، بدون انجام تست های پیچیده تر، زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک محاسبه شد. به این منظور از نمونه های دست نخورده از ۱۴ گمانه در بندرعباس که بر روی آن ها آزمایش های اولیه ی ژئوتکنیک و برش مستقیم انجام گرفته بود، انتخاب و برای آموزش شبکه ی عصبی استفاده شدند. در این پژوهش تعداد ۱۹۵ شبکه در حالت های مختلف آموزش داده شد. به منظور دستیابی به بهترین عملکرد، شبکه های عصبی پیش خور ابتدا در حالت تک لایه و دو لایه با تعداد نورون های لایه میانی پایین آموزش داده شدند و تابع TRAIN BR به دلیل بالا بودن نسبت R (R=0/97) انتخاب و سپس با افزودن لایه های میانی به ۳، ۴ و ۵ لایه با تعداد نورون های لایه میانی (۵۰، ۴۰، ۳۰، ۲۰ و ۱۰) نورون شبکه های عصبی آموزش داده شدند. نتایج نشان داد شبکه ی MLP چهار لایه بهترین نتایج را نشان می دهد، برای این حالت R آموزش ۱، R تست 0/90 و R کل 0/98 می باشد. در نهایت به منظور صحت سنجی شبکه ی عصبی، تعداد ۱۵ نمونه انتخاب و پارامترهای ورودی شبکه در حالات بهینه ۲، ۳ و ۴ لایه آموزش داده و خروجی شبکه ارزیابی شد. برای پیش بینی چسبندگی، شبکه عصبی در حالت 4 لایه (0/99 =R²) و برای زاویه اصطکاک، شبکه های ۲، ۳ و ۴ لایه (0/99 =R²) بهترین خروجی را داشتند.

تثبیت خاک ریزدانه با استفاده از خاکستر باگاس، خاکستر پوسته برنج و خاکستر پوسته بادام

مسعود عامل سخی

این پژوهش یک مطالعه آزمایشگاهی به منظور بهبود خواص ژئوتکنیکی خاک ریزدانه رسی است. بدین منظور از خاکستر پسماند کشاورزی نظیر باگاس نیشکر، پوسته برنج و پوسته بادام درختی استفاده شده است. در این راستا، به بررسی اثر استفاده از خاکستر الیاف مذکور با درصدهای وزنی 4، 8 و 12 بر روی خاک ریزدانه رسی پرداخته شده است. نتایج آزمایش تراکم حاکی از آن است این افزودنی ها به ٬طور کلی باعث افزایش درصد رطوبت بهینه خاک می ٬شود. نتایج نشان داد که حداکثر درصد رطوبت بهینه برای نمونه٬ های ساخته شده با 12 درصد خاکستر رخ می دهد. همچنین بر اساس نتایج آزمایش تک محوری، افزودنی٬ های مورد بررسی موجب افزایش مقاومت تک محوری خاک شده٬ اند؛ نمونه٬ های ساخته شده با 12 درصد خاکستر دارای بیشترین تأثیر بودند به طوری که افزودن 12 درصد خاکستر باگاس نیشکر مقاومت تک محوری خاک را 117 درصد افزایش داد و افزودن 12 درصد خاکستر پوسته برنج و خاکستر پوسته بادام درختی نیز مقاومت تک محوری خاک را به ترتیب 89 و 80 درصد افزایش دادند.

بررسی عملکرد لرزه‌ای ساختمان‌های نامتقارن چند طبقه طراحی شده بر مبنای آیین‌نامه ASCE07-22 با استفاده از تحلیل‌های دینامیکی فزاینده غیرخطی

آرمین عظیمی نژاد

در اکثر آیین نامه های لرزه ای کنونی، سختی و مقاومت المان های مقاوم در برابر زلزله مستقل در نظر گرفته شده به گونه ای که تغییر مقاومت المان ها منجر به تغییر در سختی المان ها نخواهد شد. مطالعات اخیر نشان می دهد که سختی و مقاومت این المان ها وابسته بوده و لذا نحوه محاسبه این پارامترها و آرایش مراکز جرم، سختی و مقاومت می تواند در تعیین پاسخ٬ های لرزه ای موثر باشد. در این تحقیق سه گروه طراحی ساختمان ٬های پنج طبقه و نه طبقه شامل مدل طراحی مبتنی بر آیین نامه لرزه ای ASCE/SEI 07-22، مدل بالانس-25% و مدل متقارن مقاومتی با خروج از مرکزیت تسلیم نرمال شده (e_d/A) 0 تا 15% به همراه یک مدل متقارن به کمک آنالیزهای استاتیکی غیرخطی و دینامیکی فزاینده غیرخطی مورد محاسبه و ارزیابی قرارگرفتند. نتایج نشان داد متوسط میانه شتاب طیفی در سطح عملکردی فرو ریزش در مدل بالانس-25% و مدل متقارن مقاومتی نسبت به مدل طراحی مبتنی بر آیین نامه ASCE/SEI 07-22 ، حدودا 18% افزایش داشته است که این افزایش به معنی ایمن بودن مدل های بالانس-25% و متقارن مقاومتی در مقایسه با مدل طراحی آیین نامه است. ضمنا متوسط نسبت حداکثر چرخش سقف ها و حداکثر دریفت جابجایی طبقات در سطح عملکردی فرو ریزش در مدل بالانس-25% و مدل متقارن مقاومتی نسبت به مدل طراحی آیین نامه ASCE/SEI 07-22 به ترتیب منجر به کاهش 100درصدی و 12درصدی شده است. لذا با توجه به نتایج فوق استنباط گردید که مدل طراحی مبتنی بر آیین نامه از پایین ترین و مدل های بالانس-25% و متقارن مقاومتی از بالاترین عملکرد لرزه ای دینامیکی برخوردار هستند.

تأثیر استراتژی‌های مدیریت سیستم های منابع آب بر شاخص های خشکسالی در سد جره

مهدی بشاورد

خشکسالی ٬های ناشی از کمبود بارش و افزایش مصرف آب در سراسر جهان در حال افزایش است و از تبعات آن اثرات نامطلوب اقتصادی و زیست محیطی است. اثرات نامطلوب را می ٬توان با استفاده از الگوهای بهره٬ برداری بهینه و استفاده از قوانین جیره٬ بندی در دوره٬ های خشکسالی کاهش داد. در این روش ٬ها با وجود امکان تأمین کل نیاز، گاهی تنها قسمتی از آن تأمین می ٬شود؛ این عمل موجب ذخیره آب و پذیرش یک کمبود کوچک در بازه زمانی جاری برای کاهش کمبودهای شدید در آینده می ٬شود. این پژوهش یک مطالعه موردی برای تعیین منحنی٬ های فرمان بهره٬ برداری از سد جره و بررسی تأثیر بهره٬ برداری از سد با دو سیاست بهره٬ برداری استاندارد (SOP) و جیره٬ بندی بر شاخص ٬های خشکسالی پایین دست است؛ که تاکنون از این نظر بررسی نشده است. به این منظور از طریق اتصال یک مدل بهینه ٬ساز الگوریتم ژنتیک به یک مدل شبیه٬ ساز، مقادیر بهینه منحنی٬ های فرمان و ضرایب جیره٬ بندی براساس داده٬ های تاریخی جریان ورودی به مخزن مطالعه شد و کارایی مدل در سیستم منابع آب رودخانه الله ارزیابی گردید. همچنین شاخص خشکسالی SDI، عملکرد SOP و مدل جیره٬ بندی در دوره پایه از طریق محاسبه مقدار تابع هدف یا شاخص اصلاح شده کمبود (MSI) و شاخص٬ های اعتمادپذیری، آسیب٬ پذیری و برگشت ٬پذیری، بررسی شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل جیره٬ بندی، تابع MSI نسبت به SOP در دوره مورد نظر 41 درصد بهبود یافته است. همچنین با اجرای سیاست جیره٬ بندی، آسیب ٬پذیری سیستم نسبت به روش SOP به مراتب بهبود یافته و از 64 به 26 درصد رسیده است.