نام پژوهشگر: محمدحسین امین‌فر

تحلیل لرزه ای آبشکن های توده سنگی با مطالعه موردی آبشکن های دهنه سر سفیدرود
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1388
  مرتضی بیک لریان   محمدعلی لطف اللهی یقین

آبشکن¬ها سازه هایی هستند که از بنادر و سواحل در مقابل امواج و جریان¬های ساحلی محافظت می¬کنند. در آیین نامه های طراحی، نیروی غالب اینگونه سازه¬ها عمدتا نیروی امواج دریا می¬باشد و به مسئله نیروی جانبی مربوط به زلزله توجه خاصی نشده است. با توجه به اینکه سواحل طولانی در شمال و جنوب کشور در معرض خطر نسبی زلزله قرار دارند، در نتیجه به دلیل لرزه خیزی این مناطق، یکی از نیروهای عمده در طراحی سازه¬های ساحلی، نیروی زلزله می¬باشد. در این مقاله سعی بر این بوده است که علاوه بر نیروی امواج، عملکرد این نوع سازه¬ها در مقابل نیروی ناشی از زلزله نیز بررسی شود. یکی از عوامل مهم در طراحی اینگونه سازه¬ها، کنترل پایداری آنها می¬باشد و نشان داده شده است که نیروی زلزله می¬تواند تاثیر عمده ای روی این پایداری داشته باشد. در مقاله حاضر تاثیر شتاب زلزله طرح بر عملکرد آبشکن¬ها بررسی شده و ملاحظه گردیده که در بعضی موارد نیروی زلزله نسبت به نیروی موج، غالب بوده است. جهت بررسی تنش¬ها و تغییر مکان¬های ناشی از نیروهای جانبی، از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس 6/8 با تاکید بر داده¬های آبشکن¬های واقع در مصب رودخانه سفیدرود، استفاده شده است. نقاط بحرانی حاصل از بارگذاری که منجر به تخریب می¬شود تعیین شده و علاوه بر آن منحنی¬های مختلفی به منظور طراحی بهینه این سازه¬ها ارائه شده است. در پایان نیز اثر شیب¬های مختلف این سازه تحت تاثیر نیروهای زلزله و امواج مورد بررسی قرار گرفته است.

استفاده از روش بدون شبکه rbf در آنالیز تراوش سد خاکی سهند
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1388
  علی باباخانی   وحید نورانی

نظر به اهمیت بالای سدسازی بالخصوص سدهای خاکی در کشور و تعدد سدهای خاکی ساخته شده و در حال بهره برداری و سدهای در دست ساخت ، مدلسازی صحیح فشار حفره ای و آنالیز مناسب تراوش می تواند متضمن ایمنی بیشتر سد باشد. در این تحقیق برای برآورد میزان پتانسیل آبی هسته سد سهند، از روش rbf استفاده شد. برای مدل سازی معادلات حاکم بر تراوش سد تابعmultiquadric، رایج ترین تابعrbf ، بکار رفت. این تابع دارای ضریب شکل c بوده که به عنوان یک درجه آزادی در کالیبره کردن مدل نقش بسزایی ایفا می کند. بنابراین ابتدا به نحوه بهینه یابی ضریب c از طریق روشهای هاردی وcross validation پرداخته شد و سپس با تعیین c بهینه (copt) مدل سازی در دو حالت روش rbf با لحاظ کردن شرایط درونی و بدون لحاظکردن شرایط درونی ارائه گردید. در نهایت جهت بررسی کارآیی روش rbf، نتایج حاصله از این روش ها با نتایج روش عددی fdm مورد مقایسه قرار گرفت. در روش های مذکور مدل برای حالت دائمی بررسی شد، در حالیکه شرایط حاکم بر سد همواره با گذشت زمان متغییر می باشد و با توجه به برخی محدودیت های روش fdm و rbf، برای زمان مند کردن مدل از شبکه عصبی استفاده گردید. بنابراین با ایجاد شبکه عصبی برای پیزومترهای واقع در هسته، پتانسیل آبی آنها بدست آمده و از نتایج آنها به عنوان شرایط درونی در روش rbf استفاده شده است. در ادامه و تحت یک مدل سازی دیگر برای حالت غیردائمی copt از روشcross validation برای زمان-های مختلف بدست آمد و با ایجاد شبکه عصبی برای سری زمانی copt از نتایج آن به عنوان c اعمال شده در روش rbf استفاده گردید. در نهایت نتایج حاصله از دو روش ارائه شده برای حالت غیردائمی مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج حاکی از آن است مدل ترکیبی ann-rbfدارای خطای کمتر و ضریب تبیین بیشتری نسبت به مدل ann copt می باشد و در حالت کلی می توان چنین اذعان داشت که مقدار c، با توجه به فرمول ریاضی mq به هندسه مسئله و مطالعات هندسی مسئله وابسته است .

کنترل غیرفعال پاسخ سکوهای ثابت دریایی تحت اثر زلزله
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1390
  مرتضی حسین پور فاضل   محمدحسین امین فر

سکوهای دریایی به منظور استحصال نفت و گاز احداث می شوند. اکثر سکوهای نفتی از نوع سکوهای ثابت با جاکت فولادی می باشند. این سکوها تحت اثر بارهای محیطی مختلفی از قبیل باد، موج و زلزله و غیره قرار می گیرند. این بارهای دینامیکی نه تنها روند عملیات سکو مانند حفاری و تولید را تحت تأثیر خود قرار می دهند بلکه بر ایمنی و خدمت پذیری سازه نیز تأثیر می گذارند. به منظور افزایش ایمنی این سکوها در برابر بارهای دینامیکی مذکور می توان سختی سازه را افزایش داد. افزودن سختی سازه، که با افزودن عناصر سازه ای جدید صورت می گیرد، می تواند باعث تغییر در فرکانس سازه و فاصله گرفتن آن از فرکانس تشدید شود، اما این روش هزینه بر بوده و در بعضی موارد ملاحظات خاص دیگری را طلب می کند. یکی از مناسب ترین و به روز ترین روش ها جهت کاهش پاسخ های سازه، استفاده از سیستم های کنترل غیرفعال و یا فعال می باشد. سیستم های کنترل غیرفعال برای عمل کردن نیاز به انرژی خارجی ندارند و به وسیله حرکت خود سازه نیروهای کنترلی را ایجاد می کنند. از طرفی، وسایل کنترل فعال به انرژی خارجی قابل ملاحظه ای، برای راه اندازی تحریک کننده ها، که نیروی کنترل لازم را تأمین می کنند، نیاز دارند و به دلیل امکان موجود نبودن انرژی خارجی لازم در زلزله ها قابلیت اعتماد این سیستم ها کم می باشد. در این مطالعه از یک سیستم جداساز لرزه ای به عنوان یکی از وسایل کنترل غیرفعال، به منظور کاهش پاسخ های دینامیکی سکوی سرچاهی بهرگانسر واقع در آب های خلیج فارس استفاده شده است. سیستم جداساز لرزه ای مذکور بین عرشه و زیرسازه سکو قرار می گیرد و متشکل از تکیه گاه های الاستومریک و میراگرهای ویسکوز می باشد. مفاهیم این پایان نامه اساساً شامل ارزیابی میزان تأثیرگذاری سیستم جداساز لرزه ای در کنترل لرزه ای سکوی شابلونی مورد مطالعه تحت اثر زلزله می باشد. نتایج این مطالعه، نشان می دهد استفاده از سیستم جداساز لرزه ای پیشنهادی، باعث بهبود رفتار سکوی مورد مطالعه و کاهش قابل ملاحظه پاسخ های دینامیکی آن تحت اثر زلزله می شود.

عملکرد بتن پلاستیک در اجرای پرده آب بند سدها/ مطالعه موردی سد کرخه
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی عمران 1393
  ساسان قلی پور خلیلی   محمدحسین امین فر

کنترل تراوش در پی سدها به روش های مختلفی صورت می گیرد که استفاده از دیوار آب بند بتن پلاستیکی یکی از این روش ها است. از الزامات اصلی بتن پلاستیک مدول ارتجاعی پایین و انعطاف پذیری زیاد جهت سازگاری در عملکرد پی و در عین حال تغییر شکل تحت بارهای وارده بدون ایجاد ترک خوردگی و نفوذپذیری کم جهت آب بندی سد است. در این تحقیق بتن پلاستیک سد کرخه با استفاده از سرباره آهن گدازی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق بر روی نمونه ها آزمایش های نفوذپذیری، فشار تک محوری و انعطاف پذیری انجام گرفت. نتایج آزمایش ها نشان دهنده این است که با افزایش مصرف سرباره تا 12/5% شاهد کاهش نفوذپذیری نمونه ها تا حدود 80 برابر و با مصرف 15% سرباره، نفوذپذیری 197 برابر کم می شود. این در حالی است که با مصرف سرباره در محدوده ای بین 10 تا 12/5% وزن سیمان، مدول الاستیسیته به شدت افزایش می یابد که اگر بخواهیم کاهش نفوذپذیری از یک طرف و از سوی دیگر افرایش قابل قبول مدول الاستیسیته را در نظر بگیریم مقدار مصرف بهینه سرباره بین 10 تا 12/5% وزن مواد سیمانی خواهد بود.

بررسی عددی پایداری دیوارهای حایل طره ای در خاک های ماسه ای
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده عمران 1393
  عارف عزیزیان   محمدحسین امین فر

دیوارهای حایل سازه هایی هستند که برای حفظ اختلاف ارتفاع در سطح زمین و تأمین پایداری در مقابل فشار جانبی خاک ناشی از خاکریز یا زمین طبیعی مورد استفاده قرار می گیرند. برای تعیین فشار جانبی خاک، روش های تحلیلی از جمله رانکین، کریزل، کولمب و کاکوت مورد استفاده می باشد. در این پایان نامه به بررسی پایداری دیوارهای حایل پرداختیم و با مطالعات پارامتریک و روش عددی اجزای محدود و با استفاده از نرم افزار plaxis، نحوه توزیع فشار جانبی خاک بر روی دیوارهای حایل بررسی شده و پایداری این دیوارها در برابر ضرایب مختلف ایمنی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای در نظر گرفتن شرایط مختلف خاکریزی پشت دیوار از مصالح غیر چسبنده (ماسه) در آنالیز استفاده شده است. در این تحقیق سعی شده تا به ازای دو نوع زاویه اصطکاک داخلی 30 و 25 درجه و به ازای مقادیر مختلف چسبندگی، توزیع فشار جانبی بر روی دیوارهای حایل طره ای مورد ارزیابی قرار گیرد. از عوامل موثر دیگر بر میزان تغییر مکان جانبی دیوار، ارتفاع دیوار و ضخامت دیوار می باشد که به صورت سختی خمشی ساقه در ارائه نتایج نمایش داده شده است و در نهایت نمودارهای تعیین نحوه توزیع فشار خاک بر روی دیوارهای حایل طره ای به ازای مقادیر مختلف ? و ? بر حسب سختی خمشی دیوار بدست آمده است. ارتفاع عمق مرده و مقدار فشار جانبی خاک در پای دیوار تابعی از سختی خمشی ساقه دیوار، زاویه اصطکاک خاک ـ دیوار است. افزایش سختی خمشی ساقه دیوار موجب افزایش عمق مرده دیوار و کاهش تغییر مکان جانبی دیوار می گردد و از طرفی موجب کاهش فشار جانبی خاک در پای دیوار می شود. هم چنین با افزایش درجه تراکم و در نتیجه آن زاویه اصطکاک داخلی خاک، تغییر مکان های افقی لازم برای بسیج شدن مقاومت برشی خاک کاهش یافته و در نتیجه آن ارتفاع عمق مرده کاهش می یابد. فشار خاک در پای دیوار مقداری بین 7/. تا 1 برابر فشار خاک در حالت سکون خواهد بود. با استفاده از روش عددی، فشار جانبی خاک تحت بار سرویس بر روی دیوار محاسبه شده و سپس میزان تغییرات ضرایب اطمینان در مقابله با ناپایداری ها به ازای زوایای مختلف دیوار با سطح افق مورد بررسی قرار می گیرد، نتایج تحقیقات نشان دهنده این است که اجرای دیوار به صورت مایل(شیب دار) ایمن تر، اقتصادی تر و پایدارتر است.

بررسی مسئله تمرکز تنش در اتصالات لوله ای سکوهای شابلونی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1387
  حمید احمدی   محمدعلی لطف اللهی یقین

چکیده ندارد.

مشکلات موجود در طراحی دیوارهای خاک مسلح اجراشده و در حین اجرای موجود در سطح شهر تبریز و بهینه سازی دیوارهای خاک مسلح پله ای
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1387
  نوروز محمدی   غلام مرادی

دیوارهای خاک مسلح عمدتاً شامل سه عنصر پوسته،مسلح کننده و خاکریز می باشند و پایداری این دیوارها ناشی از اصطکاک بین خاک ومسلح کننده و انتقال نیروهای موجود در خاک به عناصر تسلیح تامین می شود.سهولت و سرعت اجرای این دیوارها باعث گسترش روز افزون استفاده از این دیوارها در مقایسه با دیگر دیوارهای حائل گردیده است.در سطح شهر تبریز نیز چندی است که استفاده از این دیوارها رایج گشته است که یکی از این دیوار ها،دیوار دونمایی راه دسترسی روگذر قدس است. ضعف روشهای طراحی به خصوص در برابر زلزله،مطالعه و درک رفتار این سازه ها را ضروری می سازد.بدین منظور استفاده از مدلسازی عددی به علت سرعت بیشتر و هزینه کمتر در سالهای اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این پایان نامه سعی شده است با مدلسازی عددی به کمک نرم افزار تفاضل محدود به مطالعه رفتار دیوار خاک مسلح دونمایی روگذر قدس تحت اثر بار های استاتیکی و دینامیکی پرداخته شود.نتیجه حاصل از این مطالعه نشان می دهد که با وجود اینکه این دیوار برای بارهای استاتیکی طرح گردیده لیکن در آنالیز عددی تحت بار دینامیکی هیچ گونه سطح لغزش یا گوه گسیختگی در خاک مسلح شده مشاهده نشد. موضوع دیگری که در این تحقیق بدان پرداخته شده است بهینه سازی دیوارهای خاک مسلح پله ی است.در دیوارهای با ارتفاع کم،معمولاً از ساده ترین و ابتدایی ترین مقطع_که همان مقطع مستطیلی است_ استفاده می شود. منتها وقتی ارتفاع دیوار زیاد باشد،ابعاد سازه بزرگ می شود و لذا دراین موارد اولین نکته ای که ممکن است به منظور کم کردن هزینه ها به ذهن طراح برسد،تبدیل دیوار از مقطع یکپارچه به یک دیوار پله ای است. دیوارهای خاک مسلح بلند عموما به شکل هندسی مرکب(پلکانی) طراحی و اجرا می گردند. یکی از دلایل رجوع گسترده طراحان به این نوع دیواردر مقایسه با سایر دیوارهای وزنی و بتنی سهولت جوابگیری در کلیه کنترلهای پایداری اعم از لغزش،لغزش دورانی،ظرفیت باربری پی و نشست می باشد.البته اهمیت این قضیه در مواقعیکه خاک منطقه ضعیف است،آشکارتر خواهد شد.گسترش روز افزون دیوارهای خاک مسلح در طرح ها و پروژه های بزرگ از یک طرف و بلند بودن ارتفاع دیوارهای مورد بحث و در نتیجه بالا رفتن هزینه ها از طرف دیگر لزوم تحقیق درخصوص بهینه سازی این دیوارها را آشکار می سازد.در این تحقیق با معرفی سه تیپ دیوار پله ای و انجام بررسی در چهار نوع منطقه ژئوتکنیکی خوب،متوسط،ضعیف وخیلی ضعیف سعی شد تا اثر خاک پی در بهینه سازی مشخص شود.نتیجه حاصل از این تحقیق نشان داد که پله ای کردن دیوار ها باید به صورت تیپهای اول یا سوم صورت پذیرد.همچنین خارج نمودن یک دیوار از حالت یکپارچه و تبدیل آن به دیوار پله ای قطعاً بلعث کاهش هزینه های خاکی وتسمه ها خواهد شد.

بهینه سازی الگوی مهاربندی سازه های شناور با استفاده از منطق فازی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1388
  وحید سلماسی   محمدعلی لطف اللهی یقین

بهره برداری روز افزون از سازه های شناور مهار شده نیاز به طراحی بهینه آرایه ها و تجهیزات مهاربندی را اقتضا می نماید. عدم توانایی در تثبیت موقعیت کارآمد، محدودیت هایی را در توان عملیاتی واحد شناور بوجود می آورد. از این رو نیاز به سیستم های مهاربندی مناسب برای تثبیت موقعیت موثر افزایش می یابد، که این مستلزم راه حل های مناسبی می باشد. در میان مولفه های یک واحد شناور سیستم مهاربندی شناور اهمیت ویژه ای دارد. برای طراحی سیستم های مهاربندی نیز پارامترهای مختلفی وجود دارد. از این رو برای تعریف سیستم مهاربندی بهینه، یعنی سیستمی که منجر به تغییر مکان های مینیمم واحد شناور شود جوانب متعددی می بایستی در نظر گرفته شود. یکی از این پارامترها الگوی مهاربندی می باشد. در این پژوهش الگوی سیستم مهاربندی که پاسخ سازه یا تغییر مکان های آن را مینیمم نماید به عنوان پارامتر بهینه سازی مورد توجه قرار می گیرد. پژوهش هایی در زمینه بهینه سازی سیستم های مهاربندی با استفاده از الگوریتم ژنتیک صورت گرفته است. صرفنظر از پارامترهای مورد نظر برای بهینه سازی، تمامی این تحقیقات با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام گرفته اند. البته در برخی تحقیقات اخیر روش فازی برای طراحی بهینه سکوهای ثابت مطرح شده است، لیکن برای بهینه نمودن سیستم مهاربندی سازه های شناور این روش مورد استفاده قرار نگرفته است. منطق فازی روشی توانمند برای بررسی مسائل تصمیم گیری می باشد، که به استفاده از متغیرهای زبانی در مسائل کاربردی می پردازد و قوانین موجود در یک سیستم را که در قالب عبارت ها و متغیرهای زبانی بیان می گردد، به صورت سیستم های فازی مدل سازی می نماید. در این پایان نامه با استفاده از منطق فازی الگویی بهینه برای سیستم مهاربندی شناور، در مجموعه ای از شرایط محیطی جهتدار و نامتقارن بدست می آید. این الگو در مقایسه با الگوی مهاربندی متداول منجر به تثبیت بهتر و کاهش تغییر مکان های سیستم شناور می گردد.

بررسی رفتار سدهای قوسی در اثر تحریک غیریکنواخت دره
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1388
  وحید علیزاده میرارکلایی   بهمن فرهمند آذر

در تحلیلهای مهندسی حال حاضر از حرکات یکنواخت زمین آزاد در سطح مشترک سازه و فونداسیون به عنوان حرکات ورودی لرزهای استفاده میشود. اما اگر فاصله فضایی قابل توجه باشد، تغییرات مهمی در دامنه و فاز میتواند در امتداد سطح مشترک رخ میدهد. این مطلب مطمئناٌ در مورد پلهای چند دهانه طویل و سدهای بزرگ صدق میکند. روشهای تحلیل قابل اطمینان در پیشبینی پاسخ لرزهای سدهای بتنی قوسی به منظور طراحی سدهای مقاوم در برابر زمینلرزه و یا ارزیابی ایمنی لرزهای سدهای موجود لازم و ضروری است. در ارزیابی ایمنی لرزهای سدهای قوسی باید اثرات اندرکنش سد -فونداسیون، اندرکنش سد -مخزن و تغیییرات فضایی حرکات زمین در نظر گرفته شود. تحقیقات گستردهای بر روی پاسخ لرزهای سدهای قوسی در طول چهار دهه اخیر، اهمیت تمام موارد ذکر شده در بالا را نشان می-استفاده شده است و برای تحلیل از solidwork دهد. در این رساله برای مدل کردن سد، فونداسیون و مخزن از نرمافزار که مبتنی بر روش اجراء محدود است استفاده شده است. دو سد کارون 1 و امیرکبیر به عنوان مورد abaqus نرمافزار مطالعاتی مدل شدهاند و مورد تحلیل یکنواخت وغیر یکنواخت قرار گرفتند

تحلیل حرارتی واستاتیکی در سدهای بتن غلتکی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز 1388
  امیرحسین میرفخار   بهمن فرهمندآذر

سدهای بتن غلتکی از بهترین تحولات و نوآوری های ایجاد شده سد درفناوری ساخت سدها به شمار میروند. اهمیت این سازه های حجیم منجر به بررسی و تحلیل کلیه نیروهای اعمال شده بر آنها شده است،تا از ایمنی و خدمت رسانی آن ها اطمینان حاصل شود. سدهای بتنی به عنوان بزرگترین سازه بتنی حجیم در معرض ترک خوردگی قرار دارند. یکی از کونه های ترک، ترکهای حرارتی ناشی از هیدراسیون سیمان و یا ترکهای ناشی از افت درجه حرارت و یا افزایش آن در حالت بهره-برداری است که لازم است تولید حرارت در این گونه از سدها نیز مورد بررسی مناسبی قرار گیرند. مدلسازی رفتار سد از نقطه نظر حرارت در مدت زمان ساخت و سالهای بعد از آن به کمک مجموعه ای از مدلهای ریاضی بر پایه تئوری اجزای محدود انجام می شود. حرارت ناشی از هیدراسیون سیمان در مراحل ساخت و تغییرات فصلی دما در سطوح بالادست و پایین-دست باعث ایجاد یکسری تنشهای کششی،برشی وکرنشهای حرارتی می گردد که موجب ایجاد ترک ها در درزها و لایه های سطحی بتن می شود،همچنین باعث بازشدگی ترک ها و ورود آب به داخل آنها می گردد و به تبع آن منجر به افزایش فشار بالا برنده می گردند. در این مطالعه سعی شده است، با مروری بر مطالعات و تحقیقات انجام شده در زمینه ایجاد حرارت در سدهای بتن غلتکی و میزان تاثیر پارامترهای مختلف در مقدار دما و تنشهای حرارتی و استاتیکی در زمان ساخت و بهره برداری ، توسط نرم افزار ansys-10 ، مدلهای سه بعدی مورد تحلیل و مطالعه قرارگیرند. بدیهی است با در نظر گرفتن مقادیر این تنشها در تحلیل بدنه سد می توان از ایجاد ترک های ناشی از این تنشها ممانعت نمود.