تعیین ظرفیت باربری شمع ها از جمله مسائلی است که همواره ذهن مهندسین ژئوتکنیک را به خود معطوف داشته است. این مقادیر ابتدا بر اساس مشخصات اولیه خاک و توسط آنالیز استاتیکی پیش بینی می شوند. سپس با انجام آزمایش های استاتیکی و یا دینامیکی، مقادیر واقعی ظرفیت باربری بدست خواهند آمد. اما عواملی نظیر عدم انجام مطالعات دقیق ژئوتکنیک و در نتیجه ریسک پذیری پایین مهندسین طراح، عدم استفاده از روابط مناسب استاتیکی جهت پیش بینی ظرفیت باربری شمع ها، گذشت زمان، نحوه اجرای شمع، نحوه ایجاد ارتباط بین جداره شمع و دیواره گمانه، غلاف گذاری موقت و دائم به منظور سهولت در حفاری، وجود رسوبات در بستر شمع و ...تخمین صحیح ظرفیت باربری شمع را با مشکل همراه می سازد و در نتیجه، ظرفیت باربری پیش بینی شده تفاوت زیادی با ظرفیت اندازه گیری شده خواهد داشت. در این پژوهش، 185 مورد مطالعاتی شامل 127 مورد شمع کوبیدنی و 58 مورد شمع درجا، به همراه نتایج تست های بارگذاری و پیش بینی اولیه از ظرفیت شمع ها، در قالب بانک اطلاعات ارائه گردیده است. خاک های این پژوهش عمدتاً از جنس ماسه لای دار با تراکم پایین تا متوسط و با ضریب ? در محدوده 3/0 تا 8/0 و nt در محدوده 10 تا 80 می باشند. در ابتدا ظرفیت های باربری شمع توسط روابط آیین نامه متحد بدست آمده و سپس با نتایج واقعی مورد مقایسه قرار گرفته است. در گام بعد و با تجزیه و تحلیل بانک اطلاعاتی، رابطه پیشنهادی این پژوهش با در نظر گرفتن پارامتر زمان و نیز محدوده های ضرایب اصلاحی ? و nt به منظور پیش بینی دقیق تر از ظرفیت باربری به شکل مجزا برای شمع های کوبیدنی و درجا ارائه شده است. دقت رابطه پیشنهادی در مراحل بعد مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان نیز مناسب ترین روش به منظور بازیابی ظرفیت باربری شمع معرفی شده است. کلمات کلیدی : ظرفیت باربری، تست بارگذاری، گیرش، زمان، پس-تزریق، بانک اطلاعات

به کارگیری روشهای بهینه سازی در تحلیل سیستم های عمران، همانند شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب، منابع آب، سازه و .... در چند دهه اخیر مورد توجه متخصصین این رشته واقع شده است. با توجه به هزینه بری فراوان طرحهای آب و فاضلاب (شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب) لزوم به کارگیری روشهای نو و به صرفه برای طراحی و اجرای سیستم های مذکور احساس می شود. روشهای سنتی و مرسوم طراحی شبکه های توزیع آب و جمع آوری فاضلاب بر اساس قواعد عملی محدودیت های موجود و قضاوت مهندسی انجام می شود که این روشها بسیار وقت گیر و پرهزینه می باشند. ضمناً گستردگی گزینه های مختلف احتمال دستیابی به طرح بهینه را کم می کند. ضرورت بهره گیری از روشهای بهینه سازی به منظور ارائه طرح هایی با کارآیی بهتر و توسعه الگوریتم های بهینه سازی مناسبتر و با قابلیت گسترده تر، غیر قابل انکار و از عوامل اصلی محرک در این کار تحقیقاتی می باشد. دراین راستا با معرفی الگوریتم کلونی مورچگانant colony optimazation algorithm به عنوان مدلی تکاملی و فرا ابتکاری برای حل بهینه شبکه های جمع آوری فاضلاب با جانمایی مشخص استفاده می گردد. در روش های بهینه سازی ارائه شده کلیه محدودیت های فنی درنظر گرفته شده است. در شبیه سازی شبکه های جمع آوری فاضلاب از مدل هیدرولیکی مانینگ و هیزین – ویلیامز اصلاح شده استفاده شده است و متغیر تصمیم در مدل پیشنهادی شیب لوله ها می باشد.

در فصل اول این پایان نامه به معرفی رودخانه مورد بررسی و اطلاعات استفاده شده پرداخته ایم. رودخانه ی مورد بررسی در این پایان نامه ، رودخانه ی دربند یا تجریش می باشد . دربند از دهکده های قدیمی شمیران و در شمال باغ سعدآباد در ارتفاع ???? متری از سطح دریا قرار گرفته و یکی از راه های اصلی صعود کوهنوردان به کوه البرز است. رودی به نام رودخانه دربند از میان دهکده دربند می گذرد. رودخانه ی تجریش یا رودخانه ی دربند مهمترین و دومین رود پرآب تهران است. تهران قدیم با آب این رود تشکیل شد. در این پروژه اطلاعات استفاده شده ، به شرح زیر می باشد : درطول 7395.617 متری از این رودخانه 164 مقطع زده شده است که اطلاعات مربوط به این مقاطع در صفحات بعد موجود است. بستر درشت دانه ی غیر کلوئیدی و شامل ماسه و شن است . قطر ذرات بین 1.5 الی 2 سانتی متردر نظر گرفته شده است. وزن مخصوص ذرات gr/ cm3 2.65 می باشد . در فصل دوم توضیحاتی درباره نرم افزار hec ras داده شده است. سیستم تحلیل رودخانه انجمن مهندسین ارتش آمریکا (hec-ras)، نرم افزاری است که به کاربر امکان انجام محاسبات هیدرولیک رودخانه در حالت جریان ماندگار و غیر ماندگار را می دهد. نرم افزار hec-ras ، جایگزین بسته نرم افزاری hec-2 شد که برنامه ای یک بعدی برای تعیین پروفیل های سطح آب در حالت جریان ماندگار می باشد. . این نرم افزار نسبت به hec-2 در زمینه مهندسی هیدرولیک و دانش کامپیوتر یک پیشرفت بزرگ می باشد. در فصل سوم به بررسی نتایج نرم افزار hec ras در فایل برنامه که ضمیه پایان نامه است پرداخته ایم. در فصل چهارم به بررسی سرعتها و تنشها و مسائل فرسایش و آبشستگی می پردازیم. برای تشخیص این شرایط بحرانی برای رودخانه ی مورد نظر در این پایان نامه ، از دو روش زیر استفاده شده است: 1 – براساس معادلات سرعت بحرانی که در آن ضربه برخورد مایع بر روی ذرات در نظر گرفته می شود . 2 - براساس معادلات تنش برشی بحرانی به وسیله ی تعیین نیروی که جریان بر روی ذرات به جا می گذارد، صورت می گیرد. در این پایان نامه به سه طریق آبشستگی و فرسایش به کمک سرعت بحرانی محاسبه شده است . 1- سرعت محاسبه شده توسط نرم افزار hec ras با سرعت بحرانی مقایسه شده است . اگر سرعت محاسبه شده از سرعت بحرانی بیشتر باشد ، شاهد فرسایش خواهیم بود . 2- از گراف hiulstrom ، استفاده شده است . 3- براساس فرمول mavis . در فصل پنجم محاسبه میزان انتقال رسوب سنجیده شده است. نتیجه گیری : 1 – تحلیل نتایج مربوط به معادلات سرعت بحرانی : همانطور که در توضیحات فصل چهارم گفته شد ، سرعتها به 3 صورت با هم مقایسه شدند و در اکثر مقاطع فرسایش ایجاد شده است. چون سرعتها در مقاطع رودخانه زیاد است و همواره از سرعت بحرانی بیشتر است . (به جز در چند مقطع ) شیب رودخانه مورد بررسی زیاد است و باعث زیاد بودن سرعت در مقاطع می شود . روشهای بررسی سرعتها : 1 - سرعت محاسبه شده توسط نرم افزار hec ras با سرعت بحرانی مقایسه شده است . اگر سرعت محاسبه شده از سرعت بحرانی بیشتر باشد ، شاهد فرسایش خواهیم بود . 2 - از گراف hiulstrom ، که در صفحه موجود است ، استفاده شده است . 3 - براساس فرمول mavis که در صفحه موجود است . ( رابطه ی 2 -10 ) ucr =[ 0.5 d ^ 4/9] *[( ps / p -1 )^ 0.5] در مقاطع 91 ، 92 ، 4285/64 تا 63 ، در 3 روش ذکر شده ، فرسایش ایجاد نشده است ، بلکه بسته به روش ، انتقال یا رسوب گذاری دیده شده است . بیشترین سرعت در مقطع 112 با دوره بازگشت 25 ساله دیده شده است . ( 87/8 متر بر ثانیه) سرعتها و شیبها در مقاطع در نوسان است ،اما به طور کلی بیشترین سرعتها و شیبها در مقطع 112 دیده می شود. کمترین سرعت در مقطع 63 با دوره بازگشت 200 ساله دیده شده است . ( 15/1 متر بر ثانیه) جمع بندی : طبق معادلات سرعت بحرانی در مقاطع رودخانه مورد بررسی ، فرسایش ایجاد شده است. (جز در مقاطع ذکر شده ) 2 – تحلیل نتایج مربوط به معادلات تنش برشی بحرانی : برای بررسی تنشها، از روابط و گراف شیلدز استفاده شده است . نمودار شیلدز از دو محور تشکیل شده است : عدد شیلدز بحرانی و عدد رینولدز برشی عدد شیلدز بحرانی c? = ?cr / (?s-?)*ds عدد رینولدز برشی re * = [( u* .ds)/ ?] با توجه به محل تلاقی عدد شیلدز بحرانی و عدد رینولدز برشی در گراف شیلدز ، می توان نتایج را تحلیل کرد . همانطور که در جدول نتایج می بینیم ،تمامی اعداد رینولدز برشی محاسبه شده بزرگتر از 400 می باشند.در این حالت بستر دارای جریان آشفته است .در اعداد رینولدز بزرگ ، زیر لایه ی آرام نمیتواند دانه های بستر را در بر بگیرد. بلکه دانه از لایه ی آرام بیرون آمده و موجب زبری بستر می شود . در این حالت آشفتگی جریان عامل مرز زبر بوده ، ولی تنش برشی بی بعد ? / (?s-?)*ds تاثیری بر آن نخواهد داشت. پس از رینولدز برشی 400 ، مقدار تنش برشی بی بعد ثابت خواهد شد . یعنی : ?0)cr / (?s-?)*ds = 0.06) با استفاده از رابطه فوق ?0)cr) بدست آمد و با تنش برشی بدست آمده از نرم افزار hec ras مقایسه شد . در تمام 164 مقطع فرسایش دیده شد . حتی در مقاطعی که با معادلات سرعت ، فرسایش در آنها نداشتیم . جمع بندی : طبق معادلات تنش برشی بحرانی ، در تمام مقاطع فرسایش ایجاد شده است .

پیش بینی مناسب پارامترهای موثر در طرح های مهندسی رودخانه یکی از مهمترین مباحث تحقیقاتی مهندسان هیدرولیک می باشد . از جمله این پارامترها دبی رسوب رودخانه ها است که به دلیل اثرات منفی آن بر کیفیت آب،کاهش ظرفیت مخازن و تغییردرمرفولوژی رودخانه ها ازاهمیت ویژه ای برخوردار است.ارائه روش های مناسب و دقیق در برآرود دبی رسوب رودخانه ها یکی از مهمترین مباحث طراحی و اجرای پروژه های مهندسی مرتبط با فرسایش و رسوب گذاری است. اگر چه در چند دهه اخیر تحقیقات زیادی در زمینه کاربرد مدل های متکی بر شبکه های عصبی مصنوعی و برتری دقت این مدل ها بر روابط هیدرولیکی و هیدرولوژیکی انتقال رسوب ارائه شده است، ولی به دلیل غیرصریح بودن مدل شبکه عصبی،استفاده از آن در عمل به طور مناسب توسعه نیافته است.در تحقیق حاضر روش های صریح برنامه ریزی بیان ژنی(gep) و مدل درخت تصمیم برای پیش بینی دبی رسوب رودخانه ها ارائه شده و دقت نتایج حاصله با روش های اکرز-وایت(1973)، انگلوند-هانسن(1967)، یانگ(1973) وچانگ و همکاران (2012) مورد مقایسه قرار گرفته است. پیش بینی ها با استفاده از آمار هیدرولیک جریان و رسوب بیست رودخانه برای مدل سازی و تاثیر روش برنامه ریزی بیان ژنی و مدل درخت تصمیم پیشنهادی بکار رفته است. نتایج بدست آمده حاکی از دقت بالای روش(gep)و(m5) در مقایسه با روش های یانگ، انگلوند-هانسن، اکرز-وایت و چانگ و همکاران و کارایی آنها در پیش بینی دبی رسوب رودخانه ها می باشد. در ضمن روابط بدست آمده از روش برنامه ریزی بیان ژنی و مدل درخت تصمیم و همچنین روابط هیدرولیکی در رودخانه قره سو واقع در استان گلستان مورد آزمون قرار گرفت که نتایج آن نیز دقت بالای روش های (gep)و(m5) را نشان می دهد. کلمات کلیدی : برنامه ریزی بیان ژنی، مدل درخت تصمیم، ظرفیت انتقال رسوب، رودخانه قره سو