دانشگاه مازندران

مجتمع فنی مهندسی نوشیروانی بابل

دانشکده مهندسی عمران

عنوان پایان نامه:

تعیین فشار هیدرودینامیک در مخزن سدهای بتنی وزنی تحت اثر بار دینامیکی با احتساب ویسکوزیته سیال

جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

رشته مهندسی عمران- سازه

چکیده :

با توجه به افزایش روزافزون جمعیت و نیاز فزاینده به ذخیره سازی آب از یکطرف و پیشرفت علم و تکنولوژی از طرف دیگر، ساخت سد ها را برای توسعه منابع آب،  به منظور ذخیره سازی آن توجیه پذیر می نماید. سدهای بتنی بلند که به فرم مدرن خود از اوائل قرن بیستم مورد توجه قرار گرفتند تحت تاثیر فشار هیدرودینامیکی قابل توجه آب مخزن تحت اثر زلزله قرار می گیرند.  تعیین مقادیر فشارهای هیدرودینامیکی در تحلیل لرزه ای که بطور کلاسیک از سال 1933 با فرضیات ساده شونده ای شروع گردیده بدلیل پیچیدگی آن همچنان مورد توجه محققین می باشد.

در این تحقیق معادله حاکم بر محیط مخزن با در نظر گرفتن اثر لزجت سیال با فرض سد صلب و شرایط متفاوت مرزی در محیط مخزن مورد توجه قرار گرفته و حل دقیق آن در فضای فرکانسی و نیز فضای زمانی تحت تحریک هارمونیک افقی و قائم برای لزجت های مختلف سیال مخزن ارائه گردیده است.

نتایج نشان می دهند که لزجت سیال بر فرکانس تشدید مخزن تاثیر گذاشته و باعث ایجاد تغییراتی در آن نسبت به حالتی که لزجت در نظر گرفته نمی شود می گردد. این تغییرات در فرکانس های تحریک نزدیک به فرکانس تشدید مخزن برروی فشار هیدرودینامیک نسبت به حالتی که لزجت صفر فرض می گردد نسبتا قابل توجه می باشد.

- مقدمه

با توجه به توسعه روز‌افزون صنعت و رشد جمعیت و نیاز کارگاه‌ها و صنایع کوچک و بزرگ و کشاورزی به مصرف آب در کشورمان نیاز به حفظ و نگهداری منابع آبی و تنظیم جریانهای آبی در کشور بیش از پیش احساس می‌شود. یکی از مهمترین روشهای تنظیم جریانهای رودخانه ساخت سد می‌باشد. در مسیر ساخت و بهره‌برداری از یک سد ابتدایی‌ترین گام بررسی مدل ریاضی سد و نیروهای وارد بر سازه سد می‌باشد. در این مسیر دو شیوه متفاوت جهت تحلیل وجود دارد.

– تحلیل استاتیکی

در این روش، مسئله با توجه به دانش مقاومت مصالح و قوانین پایداری استاتیکی بررسی می‌شود. در این روش تمام نیروها به صورت استاتیکی بررسی می‌شوند و سیال هم مانند خواصی که یک جسم صلب دارد تراکم‌ناپذیر در نظر گرفته می‌شود، که همراه با سد جا به جا می‌شود و پاسخ‌های سازه مستقل از زمان بدست می‌آیند.

در این روش با اعمال ضریبی به نام ضریب بار یا فاکتور ضربه، بارهای دینامیکی را به بارهای استاتیکی معادل تبدیل و رفتار سازه در حالت استاتیکی تعیین می‌شود. در محاسبه نیروی زلزله به این روش در سدهای بتنی، اثر نیروی زلزله به صورت یک نیروی افقی و قائم بر حسب ضریبی از جرم سازه به طور یکنواخت در ارتفاع سد در نظر گرفته می‌شود. این ضریب توسط محاسبات ریاضی و با استفاده از تجربیات و قضاوت مهندسی تعیین می‌گردد.

همچنین نیروی هیدرودینامیکی سیال به صورت جرم افزوده معادل جایگزین می گردد. این نیرو به نیروی هیدرواستاتیک اعمالی از طرف مخزن باید اضافه شود. وزن سیال معادل، مقداری از سیال پشت سد می باشد که فرض می شود همراه با سد جابجا می شود که به شکل جرم اضافی در نظر گرفته می شود.

2- تحلیل دینامیکی

در این روش با حل معادله حاکم بر رفتار سیستم سد- مخزن و در یک بازه زمانی، پاسخ ها ( تغییر مکان، فشار، تنش و… ) بدست می‌آید. این پاسخ‌ها وابسته به زمان می باشد. تحلیل دینامیکی سیستم سد و مخزن را به دو شیوه می‌توان بررسی نمود:

1- بدون در نظر گرفتن اندرکنش1 سد و مخزن.

2- با در نظر گرفتن اندرکنش سد و مخزن.

تحلیل سازه‌ها در مقابل نیروهای دینامیکی ناشی از زلزله، انفجار، باد، برخورد امواج، بارهای متحرک و … به علت طبیعت متغیر این نیروها، نسبت به تحلیل استاتیکی کاری مشکل، پرهزینه و وقت‌گیر می‌باشد. لیکن از آنجائیکه نیروهای ناشی از زمین لرزه از موارد بسیار مهم و تعیین‌کننده در طراحی سازه ‌های بزرگ بخصوص سدها می‌باشد، لزوم آنالیز دینامیکی اجتناب ‌ناپذیر است. میزان دقت در ارزیابی این نیروها، به مدل سازه، مقدار بار دینامیکی و مدل ریاضی انتخابی بستگی دارد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید

دانشگاه مازندران

پایان‌نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

رشته مهندسی عمران- محیط زیست

موضوع:

جداسازی  فلزات سنگین از جمله سرب و کادمیوم از محیط آبی  با استفاده از پلی‌پیرول و کامپوزیتهای آن و مقایسه با جاذبهای متداول

پیش‌گفتار

 آب منشأ حیات است و زندگی بدون آن برای موجودات زنده امکان‌پذیر نمی‌باشد. نیاز انسان به آب، موضوعی کاملاً روشن و واضح می‌باشد که از قدیم مورد توجه انسانها بوده است. آبها مستقیم و غیرمستقیم، توسط فعالیتهای حیاتی انسان در معرض شدیدترین آلودگی‌ها قرار دارند. آلودگی عبارت است از وارد کردن مواد توسط انسان در محیط زیست، به طوری که در نتیجه این عمل منابع حیاتی یا سلامتی انسان، حیوانات و نباتات در معرض خطر قرار گیرند. وجود مواد در محیطهای مختلف در محدوده‌های خاصی مجاز و گاهی مطلوب است. آلودگی زمانی اتفاق می‌افتد که این مقادیر به طور ناگهانی افزایش قابل توجهی یابند و این افزایش موجب اختلال و ایجاد مشکلات در روند طبیعی و معمول پدیده‌ها شود. امروزه فاضلابهای صنعتی به عنوان یکی از معضلات اساسی، علی‌الخصوص در کشورهای در حال توسعه درآمده است. شاید بتوان گفت که این آلاینده‌های ناشی از صنایع، جزء سمی‌ترین مواد آلوده کننده محیط زیست می‌باشند[1]. در فاضلابهای صنعتی مواد مختلفی وجود دارند که مهمترین آنها فلزات سنگین می‌باشند. فلزات سنگین در صنایع مختلف، از جمله معدنی، صنایع تولید تجهیزات الکتریکی، آبکاری فلزات[2]، کشاورزی، شیشه ‌سازی، پالایشگاههای نفت و مواد حفاظت چوب وارد محیط زیست می‌شوند[3].

فلزات سنگین عناصری سنگین‌تر از سدیم می‌باشند که وزن مخصوص آنها بیش از ²⁺  Pbاست. وزن مخصوص بزرگتر از 6 گرم بر سانتی‌متر مکعب و یا جرم اتمی بیش از 50 دارند. فلزات سنگین به دو دسته ضروری[1]و غیر ضروری[2] تقسیم می‌شوند. فلزات ضروری، در مقادیر جزئی به عنوان عناصر اصلی تلقی شده و در واقع مقادیر جزئی آنها در جیره انسان و سایر موجودات لازم است. حضور این عناصر در غلظتهای بیش از حد مجاز، عوارض سوء متعددی هم برای انسان و هم برای دیگر موجودات ایجاد می‌کند. فلزات غیر ضروری، فلزاتی هستند که در غلظتهای پایین برای انسان و اغلب موجودات زنده مضر و خطرناکند. فلزات سنگین ضروری مانند (کبالت، مس، آهن، روی، سلنیوم) و غیر ضروری از قبیل (جیوه، کادمیوم، سرب) می‌باشند[4].

نقاط ذوب و جوش بسیار متفاوتی دارند. در جدول تناوبی، هر چه به طرف گازهای نادر پیش رویم، اکسید فلزات سنگین در طبیعت پایدارتر است و در سیستم بیولوژیکی با مولکولهای آلی ایجاد کمپلکس پایدار می‌نمایند[2]. فلزات سنگین نظیر آهن، روی، مس، برای تعدادی از آنزیم‌ها در حکم یک مرکز فعال می‌باشند. با این که این فلزات در غلظتهای کمی در بدن یافت می‌شوند، ولی اثرات فوق العاده‌ای در بدن دارند. آنزیمها توسط فلزات متلاشی شده و قدرت آنزیمی خود را از دست می‌دهند. فلزات در عمل سوخت و ساز بدن وارد شده و عمل متابولیسم را مختل می‌کنند. درجه سمی بودن فلزات سنگین را از سوی الکترونگاتیوتیه آنها می‌توان طبقه‌بندی کرد[4].

این فلزات به علت حلالیت در آب، منجر به آلودگی منابع آبهای سطحی و زیرزمینی و نهایتاً خاک می‌شوند[1]. تمامی فلزات سنگین، بسیار سمی و برگشت ناپذیر به محیط زیست می‌باشند. مکانیزم اثر سمیت فلزات سنگین، ناشی از تمایل شدید کاتیونهای این فلزات به گوگرد بوده و بدین طریق سبب مختل کردن فعالیت آنزیمهای حیاتی در موجودات زنده می‌شوند[6،5]. این فلزات با توجه به خاصیت تجمعی و توانایی در ورود به زنجیره غذایی تدریجاً خود را به راس هرم رسانده و مخاطرات زیست محیطی را سبب می‌شوند[8،7]. آبیاری مزارع  سبزیکاری و سایر گیاهان آلوده به این فلزات، زندگی آبزیان در اینگونه  آبها و در نهایت مصرف فراورده‌های حاصل، توسط جانوران و انسان زمینه ابتلاء به انواع بیماریهای شناخته شده و یا ناشناخته را فراهم می‌آورد[9]. بنابراین فلزات سنگین در محلول آبی، موضوع مهمی در بهداشت عمومی جامعه محسوب می‌شود که از دو جنبه اهمیت دارد:[10]

1-جداسازی فلزات سنگین از پسابهای صنعتی، زهاب کشاورزی و معادن و خنثی کردن اثرات آنها.

2-احیا و بازیافت فلزات که با کاهش تدریجی منابع معدنی امری ضروری است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید

دانشگاه رازی

دانشکده فنی ‌مهندسی

گروه مهندسی عمران

پایان نامه­ جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران

گرایش آب

عنوان پایان نامه

مدیریت مخازن سدهای حوضه گاماسیاب استان کرمانشاه با استفاده از مد

ل

WEAP

چکیده

امروزه آب به عنوان کلید توسعه، در جوامع بشری اهمیت فوق­العاده­ای پیدا کرده و کشور ایران نیز از این قاعده مستثنی نمی­باشد. بویژه آنکه این کشور در منطقه خشک و نیمه خشک جهان قرار دارد. شرایط آب و هوایی حاکم بر استان کرمانشاه  و محدودیت های موجود در منابع آب زیرزمینی، بهره وری بیشتر از منابع آب های سطحی را اجتناب ناپذیر می نماید. از سوی دیگر عدم بهره برداری از پتانسیل­ آب­های سطحی استان، افزایش جمعیت و به تبع آن افزایش نیازها در سنوات اخیر، باعث برداشت بی­رویه و غیر اصولی از منابع آب زیرزمینی اغلب دشت­های استان شده است. در دهه­های گذشته با رشد قابلیت­های نرم­افزاری، امکان توسعه مدل­های رایانه­ای فراهم شده است که به نوبه خود نقش بسزایی در بهینه­سازی و شبیه­سازی منابع آب داشته است. امروزه تجزیه و تحلیل مسائل منابع آب با استفاده از مدل­های هیدرولوژیکی که فرآیندهای از قبیل بارش، تبخیر، نفوذ و رواناب را شبیه­سازی می­کنند، از جایگاه ویژه­ای برخوردار است. یکی از پر کاربردترین این نرم­افزارها در سال­های اخیر نرم­افزار WEAP بوده است. WEAPدر زمینه برنامه­ریزی و ارزیابی پروژه­های آبی، اجزای مختلف یک حوضه و رودخانه را گرد هم می­آورد. این تحقیق در حوضه گاماسیاب که زیر حوضه شمال شرقی حوضه کرخه است، انجام شده است. هدف از این تحقیق بررسی جامع منابع آب سطحی حوضه گاماسیاب با توجه به سدهای در دست ساخت و مطالعه بوده است. بخش اعظم این حوضه در استان کرمانشاه و سرشاخه­ آن در استان همدان قرار دارد. رودخانه اصلی این حوضه رودخانه گاماسیاب است که برروی شاخه­های آن در استان کرمانشاه سدهای جامیشان، قشلاق علیا و آناهیتا (کبوتر لانه) در دست ساخت، و سد بیستون در پایین دست آنها در دست مطالعه است. بمنظور ساخت مدل WEAP تعریف مسئله  قالب زمانی، محدوده مکانی، اجزای سیستم و طراحی مسئله انجام گردیده است. سپس با اعمال سناریوهای مختلف وضعیت طرح در شرایط آینده با توجه به سیاست گذاری­های موجود، سنجیده شده است. در این پژوهش داده­های هیدرولوژیکی 41 ساله حوضه گاماسیاب جهت کالیبراسیون مورد استفاده قرار گرفته است و سناریوها نیز در دوره ای 40 ساله جهت بررسی عملکرد سد و نیز تأثیر سدهای بالادست بر سد پایین دست، با کمک نرم­افزار WEAP، به کار گرفته شده­اند. در شبیه­سازی حوضه، از روش مونتانا جهت برآورد نیاز زیست محیطی استفاده و گامهای زمانی بصورت ماهانه در نظر گرفته شده است. نتایج به دست آمده نشانگر عملکرد مناسب سد بیستون در تأمین نیازهای مربوطه بوده است. سدهای بالا دست با کمبود آب در تأمین تقاضاهای حوضه مواجه بوده و برای جبران باید راهکارهای مناسبی اندیشیده شود. بیشترین کمبود در بخش کشاورزی سد قشلاق مشاهده شده است و توان تعریف شده انتقال خط انتقال آب از رودخانه گاماسیاب به سد بیستون مناسب می باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه علوم فنون مازندران

پایان نامه

مقطع کارشناسی ارشد

رشته:  عمران – سازه

عنوان / موضوع:

قدرت بازگردانندگی اعضای خرپایی آلیاژهای حافظه‌ شکل فوق ارتجاعی

چکیده

زلزله به عنوان یکی از مخرب ترین حوادث طبیعی قلمداد می شود. از این رو طراحی ایمن ساختمان ها در برابر زلزله یکی از پرحاشه ترین زمینه های مطرح در مهندسی عمران می باشد.یکی از روش های مناسب برای کاهش اثرات تخریبی زلزله و جدا شدن از روش های سنتی استفاده از سیستم ها و مصالح هوشمند است. از مهمترین گروه های این نوع مصالح میتوان به آلیاژهای هوشمند حافظه دار، که در اصطلاح به آن     SMA(Shape memory alloy) گفته میشود اشاره کرد . این نوع آلیاژها به علت دارا بودن تغییر شکل ماندگار ناچیز، از یک طرف باعث جلوگیری از آسیب زیاد به سازه در حین وقوع زلزله می شوند و از طرف دیگر با دارا بودن خاصیت ترمیم پذیری بالا امکان بهره برداری از سازه  را پس از وقوع زلزله فراهم می کنند.با توجه به نوین بودن این مصالح تحقیقات بسیار اندکی روی آن صورت گرفته و در صنعت ساختمان سازی کمتر مورد توجه قرار گرفته است.در این پایان نامه سعی بر آن شده است که ضمن معرفی بیشتر این نوع مصالح و مکانیزم عملکرد آنها ،قدرت بازگردانندگی SMAها پس از تغییر شکل که به صورت نسبت تغییر شکل ماندگار پس از وقوع زلزله به ماکزیمم تغییر شکل تجربه شده در طول زلزله محاسبه میشود،  بررسی گردد. به علاوه، میزان تاثیر شتاب زلزله بر نحوه عملکرد SMA  ها مورد ارزیابی قرار گرفته است.به این منظور یک سیستم یک درجه آزادی از این آلیاژ به صورت قطعه ای از یک بادبند در نرم افزار SAP و به صورت المان های link(ترکیبی از المان های ME و PW) مدل گردید.  مدل طراحی شده تحت بار102 زلزله مختلف با PGA بین o.2g تا  0.8g به روش تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی تحلیل شده و قدرت بازگردانندگی این قطعه بررسی گردید.

که در نهایت مشخص شد آلیاژهای حافظه شکل سوپر الاستیک این قابلیت را دارند که به طور میانگین حدود 86 درصد از تغییر شکل ایجاد شده در طول زلزله را بازگردانده و تنها حدود 14 درصد آن را جذب کنند که این مقدار نیز تا حدود زیادی با اعمال گرما از بین رفته و آلیاژ حافظه دار به نزدیکی شکل اولیه اش باز می گردد . در نتیجه ، استفاده از این آلیاژهای هوشمند در طراحی ساختمان ها کمک شایانی به کاهش اثرات تخریبی زلزله می تواند داشته باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید

دانشگاه آزاد اسلامی

(واحد تهران مرکزی)

پایان نامه کارشناسی ارشد (M.sc)

رشته عمران ـ مکانیک خاک و پی

عنوان:

افزایش ظرفیت باربری خاک های دانه ای حفره دار زیر پی گسترده به وسیله ژئوسینتتیکها

استاد راهنما:

دکتر مهدی سیاوش نیا

استاد مشاور:

دکترمحمد علی ارجمند

- مقدمه

خاک مصالحی است که به خوبی در مقابل فشار و برش مقاومت می­کند اما قادر نیست در برابر نیروی کششی مقاومت چندانی از خود نشان دهد. از زمان­های کهن به طور تجربی دیده شده که ریشه های درخت یا گیاهان در تقویت توده خاک موثر بوده است. خاک مسلح مصالح ساختمانی مرکبی است که در آن عناصر دارای مقاومت کششی به عنوان تسلیح در توده خاک قرار می­گیرند. مفهوم نوین خاک مسلح اولین بار توسط مهندس معمار فرانسوی Henri Vidal، در سال 1965 معرفی شد. از آن پس، این تکنیک بطور گسترده در کارهای اجرایی مهندسی ژئوتکنیک مورد استفاده قرار گرفت ودر نیم قرن گذشته روند قابل توجهی در پژوهش و بکارگیری سازه های خاکی مسلح بدست آمد. امروزه تسلیح خاک به لحاظ فنی سامانه ای موثر و قابل اعتماد برای افزایش مقاومت و پایداری توده­های خاکی به کار گرفته می­شود]1[.

برتری رفتار خاک مسلح بیشتر ناشی از افزایش مقاومت برشی در خاک مسلح شده می­باشد که این افزایش مقاومت برشی بدلیل افزایش مدول الاسیسیته خاک و مقاومت بالای مسلح کننده در کشش است.

امروزه تسلیح به روشهای گوناگون هم از نظر شکل یعنی به صورت نوار، صفحه، شبکه، میله یا رشته، هم از نظر زبری سطح یعنی به صورت سطح زبر یا صاف و هم از نظر سختی نسبی یعنی با سختی نسبی بالا مانند فولاد یا با سختی پایین مانند منسوجات پلیمری استفاده می­شود. از دهه 80 میلادی به بعد استفاده از پلیمرهای مصنوعی به نام ژئوسنتتیک­ها^[2] بطور گسترده­ای متداول گردید. دلیل این مسئله می­تواند ناشی از عملکرد بهتر این محصولات با سختی نسبی پایین که هماهنگی بهتری با خاک دارند، نسبت به مصالح تسلیح کننده فلزی با سختی بالا باشد. این منسوجات پلیمری یا مصنوعی به دلیل سختی نسبی پایین، از نظر تغییر شکل ­پذیری با خاک سازگارتر بوده، علاوه بر این، منسوجات تراوا در مواجه با خوردگی مقاوم هستند و بعضی از انواع آنها در برابر حملات باکتری­ها و اسیدها پایدارند و غیر سمی نیز می­باشند.

ضرورت انجام تحقیق

وجود حفرات زیر زمینی که تعداد آنها به سرعت در حال افزایش است ، باعث بروز مشکلات زیادی شده است.حفرات زیرزمینی چه به شکل طبیعی(غارها) یا مصنوعی(قناتها) به ویژه در مناطق شهری ممکن است در مجاورت یا زیر سازه ها قرار بگیرد. زمانی که این حفرات درعمقی قرار بگیرند که در محدوده حباب تنش در زیر پی سازه­ها باشند، در این صورت  احتمال  نشست یا فرو نشست خاک زیر پی بسیار زیاد می­باشد. جهت مرتفع نمودن این مشکل، راهکارهای مختلف  بهسازی خاک به کار گرفته  میشود. با معرفی مصالح نوین ژئوسینتتیکها به مهندسی عمران، کاربرد  این محصولات جهت رفع مشکل فوق­الذکر مورد توجه قرار گرفته شده است.

در تحقیق حاضر با بکارگیری ژئوسینتتیکها به عنوان مسلح کننده و در نظر گرفتن سختی محوری، طول، تعداد لایه و فواصل مسلح کننده، محل قرارگیری حفرات به ارزیابی ظرفیت باربری پی گسترده واقع بر خاک دانه­ای پرداخته شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید