ارزیابی و بررسی رفتار سدهای بزرگ همیشه به عنوان یکی از مباحث مهم دنیا مطرح بوده است. بنابراین، نصب ابزار رفتارنگاری در پی و بدنه سدها بسیار مهم و ضروری می باشد. ابزار دقیق تجهیزاتی هستند که روی بدنه سدها نصب شده و پارامترهای مورد نیاز را اندازه گیری می کنند. این پارامترها ممکن است شامل مقادیر فشارهای برکنش، نشت، ارتفاع پیزومتریک، تراز آب، تغییر شکل ها و جا به جایی ها، تغییرات دما و یا شتاب های ناشی از زلزله باشد. در این تحقیق، ابتدا ابزار دقیق نصب شده در سدها بتنی مورد مطالعه قرار گرفته اند و در ادامه سیستم رفتار نگاری سد بتنی دوقوسی کارون 3 به لحاظ کمی و کیفی ارزیابی شده و رفتارسنجی این سد با استفاده از نتایج ابزار دقیق انجام شده است. سپس، رفتار سد بتن غلتکی جگین با استفاده از نتایج ابزار دقیق و انجام تحلیل برگشتی (با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ansys) مورد بررسی قرار گرفته و با انجام تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی روی سد جگین، پایداری این سد تحت بارهای وارده کنترل شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که هر دو سد کارون 3 و جگین در دوران آبگیری رفتار طبیعی و مناسبی از خود نشان داده اند و ابزار دقیق نصب شده به لحاظ کمی و کیفی در وضعیت خوبی قراردارند. همچنین، نتایج تحلیل برگشتی سد جگین در دوران بعد از اولین آبگیری همخوانی خوبی با نتایج حاصل از قرائت دستگاه های رفتارنگاری دارد. لذا می توان چنین نتیجه گیری نمود که تحلیل برگشتی روشی مناسب برای رفتارسنجی سدها در دوران بهره برداری می باشد.

بهینه یابی اقتصادی و انتخاب مدل مناسب چیدمان کارگاهی با بهره گیری از مدل های استاتیکی و دینامیکی چیدمان کارگاههای عمرانی و بخصوص کارگاههایی با قیودات پیچیده ( وسعت کارگاهی، پارامترهای موثر متفاوت و ... ) توفیق اندکی داشته اند. ارتباط بین پارامترهای فیزیکی ( انتخاب مدل مناسب استاتیکی یا دینامیکی و یا ترکیبی چیدمان، استفاده از چند گروه چیدمانی بجای یک گروه چیدمان جهت بهینه یابی، استقرار و برپایی تسهیلات، انتقال کالا و افراد در طول مدت پروژه و ... ) و پارامترهای غیر فیزیکی پروژه ( پارامترهایی از قبیل اثرات نویز) و اقتصاد کارگاهی موضوع بحث بهینه یابی اقتصادی کارگاهی است که دراین مقوله با بهره گیری از روش مونت کارلو به آن پرداخته شده است. یکی دیگر از عوامل موثر در انتخاب چیدمان بهینه کنترل خطرپذیری چیدمان و انتخاب آن براساس احتمال خطرپذیری آن چیدمان میباشد که بصورت یک پارامتر موثر در این پایان نامه گنجانیده شده است. لازم به ذکر است که تحقیقات قبلی صرفاً براساس پارامترهای فیزیکی یک مدل و یک گروه چیدمان کارگاهی و درجهت کنترل کارگاههای بدون قیودات پیچیده و با استفاده از روشهایی بمانند الگوریتم ژنتیک صورت گرفته است که خود دارای ضعف و نقایصی از قبیل انتخاب و بهینه سازی یک مدل و عدم بررسی امکان ترکیب مدل های چیدمانی، لزوم بهره گیری از گامهای مختلف جهت کنترل پارامترهای مختلف پیچیده و ... میباشد. درحالیکه در روش شبیه سازی مونت کارلو امکان یافتن بهینه ترین شرایط کارگاهی براساس پارامترهای فیزیکی و غیرفیزیکی و برای کارگاههای با قیودات پیچیده و وسیع با بهره گیری از مدل های متفاوت چیدمان امکان پذیر میباشد. همچنین در پژوهشهای انجام گرفته عدم کنترل خطرپذیری چیدمانها به عنوان یک عامل موثر انکارناپذیر تا حدودی نتایج پژوهش را خدشه دار مینماید. بدین ترتیب در این پایان نامه کنترل و بهینه سازی اقتصادی کارگاهی و کنترل خطرپذیری آنها به کمک روش شبیه سازی مونت کارلو و همچنین بهینه یابی تعدادی از کارگاههای بزرگ عمرانی به عنوان مطالعات موردی گنجانیده شده است.

زمان، هزینه و کیفیت سه عامل مهم در اجرا می باشند که تأثیر مهمی در صنعت ساخت دارند. هر گونه پیشرفت یا توسعه ای که باعث بهبود این سه عامل گردد، همواره مورد علاقه مهندسان عمران خواهد بود. هرگاه این پیشرفت ها در صنعت ساخت و ساز تأثیرگذار باشند، باید تحقیقات کافی بر روی فواید و مضرات آن ها انجام گرفته و اقدامات لازم برای اجرایی ساختن آن ها در صنعت ساخت و ساز صورت پذیرد. بتن خود تراکم با توجه به خصوصیات ویژه خود، یکی از این توسعه هاست که می تواند تأثیر قابل توجهی بر صنعت ساخت داشته باشد.در این پژوهش به بررسی اثر پوزولان های طبیعی ایران بر خواص مکانیکی و دوام بتن خودتراکم پرداخته شده است. طرح اختلاط بتن خودتراکم در این تحقیق با استفاده از روش تاگوچی بهینه سازی شده است. پس از آن، چهار پوزولان طبیعی کشور به نام های پوزولان قروه، پوزولان آذربایجان، پوزولان توف سبز آبیک و پوزولان شکرناب مورد آزمایش قرار گرفته و با بررسی و مقایسه نتایج این آزمایشات پوزولان برتر که توف سبز آبیک بود انتخاب شد. در گام بعد، درصد های متفاوتی از آن بر حسب وزن سیمان (10، 20، 30 و 40 درصد) به بتن خودتراکم افزوده شده و آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، دوام در برابر درجه حرارت بالا،نفوذپذیری یون کلر، نفوذپذیری آب، درصد تخلخل و درصد جذب آب روی آن صورت گرفته شده است. از طرف دیگر، یک طرح اختلاط از نوع بتن معمولی با مقاومت فشاری 28 روزه شبیه به بتن خودتراکم ساخته شده و به میزان درصدهای ذکر شده به آن پوزولان اضافه کرده و آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مقاومت خمشی روی این نمونه ها به دست آمده است. نتایج آزمایشات صورت گرفته بر روی بتن خودتراکم در سنین بالا نشان می دهد که افزودن پوزولان آبیک به بتن، باعث تولید بتنی تقریباً شبیه به بتن شاهد (بدون پوزولان) از لحاظ خصوصیات مکانیکی و دوام می شود. بنابراین می توان چنین نتیجه گیری کرد که با جایگزینی پوزولان به جای سیمان در بتن خودتراکم، با حفظ خواص مکانیکی و دوام، از مصرف درصدی از سیمان صرفه جویی نمود.

به منظور شناسایی و امکان سنجی استفاده از منابع طبیعی پوزولانی منطقه غرب کشور ایران و با اولویت استفاده از آن در بتن غلتکی سدسازی، پژوهشی بر پایه مطالعات چند جانبه آزمایشگاهی انجام شد. با شناسایی چهار نوع پوزولان طبیعی در این ناحیه از کشور، با مراجعه به معادن مربوطه سنگ کانی پوزولان برداشت شده، تا ریزی در حد سیمان، آسیاب شد. مطالعات شیمیایی، xrd، میکروسکوپی، فعالیت آهکی و فعالیت پوزولانی به روش ترموگرویمتری بر روی نمونه های پوزولان انجام شد تا شناخت اولیه ای از رفتار آن بدست آید. در گام بعد مطابق با استاندارد مربوطه، فعالیت پوزولان در ترکیب با سیمان تیپ 2 در نمونه های مکعبی 5 سانتیمتری ملات با استفاده از ماسه مرجع آیین نامه ایران و astm برای سنین مختلف، برای هریک از پوزولانها مورد بررسی قرار گرفت. با مطالعه سنگدانه های موجود در استان کردستان، بهترین نمونه انتخاب سنگدانه، بهینه یابی ترکیب سنگدانه ها و سپس بهینه یابی طرح اختلاط بتن غلتکی بر مبنای زمان v.b. با کمک نرم افزار matlab انجام شد. سپس نمونه های بتنی استوانه ای به ابعاد 30*15 سانتیمتر و منشوری به ابعاد10*10*50 سانتیمتر برای تعیین مقاومت فشاری، مقاومت کششی برزیلین، مقاومت خمشی و نسبت تنش به کرنش نهایی، برای هریک از پوزولانها، برای سنین مختلف و با درصدهای جایگزینی 0-20-40-60 ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت. نتیجه اینکه پوزولانهای غرب کشور از نظر فعالیت همگی در رده متوسط قرار گرفته و امکان استفاده از آنها در سدهای بتن غلتکی پیش نهاد می شود.

یکی از مهم ترین عوامل موثر بر تنش و حرارت ایجاد شده در سدهای بتنی، عامل زمان می باشد. زمان بندی درست بتن ریزی سبب کاهش حرارت، تنش و ترک های حرارتی ناشی از آن خواهد شد. این موضوع در سد های بتنی غلتکی به دلیل عدم استفاده از لوله های پس سرمایش برای کنترل حرارت زایی بتن و به دلیل روش های خاص اجرایی از اهمیت بیشتری نسبت به سد های بتنی متعارف برخوردار است. لذا، در این تحقیق اثر زمان شروع بتن ریزی بر روی تحلیل حرارتی سد بتنی غلتکی مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس آیین نامه های موجود مانند آیین نامه ارتش آمریکا، روش اجزا محدود روش مناسبی جهت تحلیل سد های بتن غلتکی می باشد. بر این اساس، در این مطالعه با استفاده از نرم افزار اجزا محدود و ماکرو اختصاصی و با تغییر زمان شروع بتن ریزی و به عبارتی تغییر شرایط اولیه و شرایط مرزی و اعمال تغییرات روزانه دمای محیط، تاثیر زمان شروع بتن ریزی روی توزیع حرارت و ترک های حرارتی ایجاد شده در بدنه سد بتنی غلتکی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به منطقه آب و هوایی سنندج و اختلاف دمایی نسبتاً بالا، انتخاب سد بتنی غلتکی( ژاوه) جهت بررسی اثر زمان شروع بتن ریزی روی پاسخ حرارتی سد مناسب به نظر می رسد. با توجه به تغییرات دمایی سالیانه در منطقه سد ژاوه ، بهترین زمان آغاز اجرا برای بدنه سد باید به گونه ای انتخاب شود که کرنش ها ایجاد شده در حداقل خود قرار گیرند. بر اساس نتایج حاصل، شروع بتن ریزی در پاییز و زمستان منجر به کاهش دمای اولیه بتن ریزی و در نتیجه کاهش دمای حداکثر در نواحی نزدیک به پی می گردد. بتن ریزی در بهار و اوایل تابستان موجب می گردد که حداکثر دمای تولید شده در مناطق نزدیک به پی از حد مجاز تجاوز نماید و این امر منجر به تولید کرنش ها و تنش های حرارتی بالاتر در دراز مدت می گردد و ممکن است ترک های حرارتی در سراسر بدنه به ویژه نزدیک به پی سد منتشر گردند.

بتن خود تراکم به عنوان یکی از بتن های نوین در صنعت بتن شناخته می شود. هنوز پژوهش گران زیادی در سراسر دنیا، به دنبال استفاده از مواد و مصالح جدید در تولید این بتن هستند. در ساخت بتن استفاده زیاد از سیمان منجر به افزایش هزینه تولید می شود و همچنین از دیدگاه محیط زیستی نامطلوب است. برای کاهش مصرف سیمان، در این پژوهش از زئولیت طبیعی به عنوان یک ماده مکمل سیمانی استفاده شد. علاوه براین، از آنجا که کاهش جرم سازه های بتنی، به دلیل کاهش خطر زلزله، دارای اهمیت زیادی است؛ از پوکه معدنی قروه برای کاهش وزن بتن استفاده شد. به منظور بررسی تأثیر پوزولان زئولیت بر خواص بتن خود متراکم حاوی درشت دانه سبک، چند طرح اختلاط با جایگزینی مقادیر مختلفی از پوزولان زئولیت طبیعی به جای سیمان، ساخته شد. از آزمایش های روانی بتن خود متراکم شامل جریان اسلامپ، زمان رسیدن جریان اسلامپ به50 سانتی متر، حلقه جی و شاخص قابل مشاهده پایداری برای تعیین مشخصات بتن تازه، و از آزمایش های چگالی خشک شده در کوره، مقاومت فشاری، مقاومت کششی دو نیم شوندگی و مقاومت خمشی برای ارزیابی خواص بتن سخت شده استفاده شد. بر مبنای نتایج آزمایش های روانی روی بتن تازه با افزایش مصرف زئولیت، لزجت افزایش و قابلیت عبوری کاهش می یابد و بر مبنای نتایج حاصل از آزمایش های بتن سخت شده، با افزایش مصرف زئولیت، در ابتدا شاهد افزایش مقاومت فشاری، کششی و خمشی هستیم. اما با افزایش بیشتر مصرف، روند کاهش مقاومت آغاز می شود. از نقاط ضعف این پوزولان که در این تحقیق با آن مواجه شدیم، می توان به افزایش مصرف فوق روان کننده اشاره کرد.

در سال های اخیر توسعه در تکنولوژی بتن این امکان را فراهم نموده تا بتوان بتن های توانمندی تولید نمود که کارایی و ‏مقاومت آن فراتر از کارایی و مقاومت بتن معمولی باشد. بتن خودتراکم بتنی است که تحت تأثیر نیروی ثقلی جریان یافته ‏و بدون نیاز به اثر خارجی (لرزاندن) از میان میلگردها عبور نموده و کل فضای قالب را پر و به خودی خود متراکم می گردد ‏بدون آنکه دچار جداشدگی یا آب انداختن گردد. از طرف دیگر استفاده از مواد بازیافتی(سنگدانه بازیافتی) و پوزولان های ‏طبیعی در راستای کاهش هزینه های جاری و همچنین کاهش یا حذف مشکلات زیست محیطی به یکی از مباحث مورد ‏علاقه اکثر محققین تبدیل شده است. در این پژوهش امکان استفاده از زئولیت به عنوان یک پوزولان طبیعی و سنگدانه ‏بازیافتی بتن به عنوان یک ماده بازیافتی در بتن خودتراکم بررسی گردید. طرح اختلاط بتن خودتراکم در این تحقیق با ‏استفاده از روش تاگوچی بهینه شده است. پس از آن، درصدهای مختلف سنگدانه بازیافتی در بتن خودتراکم استفاده و در ‏نهایت درصد بهینه درشت دانه و ریزدانه بازیافتی بدست آمد. در مرحله بعد، درصدهای متفاوت پوزولان زئولیت بر حسب ‏وزن سیمان(0%، 10%،15%، 20%، 25% و 30%) به بتن خودتراکم بازیافتی افزوده شده و آزمایش های مقاومت فشاری، ‏مقاومت کششی، مقاومت خمشی، مدول الاستیسته، درصد تخلخل و درصد جذب آب روی آن صورت گرفته شده است. از ‏طرف دیگر، یک طرح اختلاط بتن خودتراکم بازیافتی حاوی 15 درصد میکروسیلیس ساخته شده و آزمایش های ذکر شده ‏بر روی آن ها صورت گرفتند. زئولیت در مقایسه با میکروسیلیس عملکرد ضعیف تری نشان داد اما با توجه به در دسترس ‏بودن، ارزان تر بودن و مشکلاتی که استفاده از میکروسیلیس برای سلامتی کارگران ایجاد می کند استفاده از زئولیت می-‏تواند در بتن خودتراکم مفید باشد. نتایج آزمایشات صورت گرفته بر روی بتن خودتراکم حاوی سنگدانه بازیافتی و پوزولان ‏زئولیت طبیعی نشان از تأثیر مثبت استفاده از این مواد در بتن خودتراکم می باشند.‏

برای تحلیل، طراحی و پیش¬بینی عملکرد سازه¬هایی که در داخل و یا بر روی توده¬سنگ¬ها ساخته می¬شوند، نیازمند درک صحیح ویژگی¬های ژئومکانیکی توده سنگ¬ از قبیل مقاومت، تغییرشکل¬پذیری، چسپندگی و زاویه اصطکاک داخلی هستیم. در این تحقیق ابتدا با توجه به وجود دسته درزه¬های متعدد در ساختگاه مخزن بالادست نیروگاه تلمبه¬ذخیره¬ای سد آزاد و همچنین هندسه شیب نواحی مختلف شیروانی، انواع شکست های احتمالی در مخزن تشخیص داده شده است. سپس داده¬های ابزار دقیق موجود در ناحیه شمال شرق مخزن (ناحیه گسله با طولی درحدود 400 متر) مورد بررسی قرار گرفته و نیز با بهره¬گیری از تکنیک تحلیل برگشتی و با استفاده از نرم افزار flac 2d، پارامترهای ژئومکانیکی توده¬سنگ از قبیل مدول تغییرشکل، چسپندگی و زاویه اصطکاک داخلی تعیین گردیدکه به ترتیب مقادیر حاصل از آن¬ها 1 گیگاپاسگال، 127 کیلوپاسکال و 35 درجه تعیین گردید. از پارامترهای مقاومتی که با انجام تحلیل برگشتی بدست آمده¬اند، می توان به عنوان پارامترهای ورودی جهت تحلیل پایداری، طراحی بهینه سیستم نگهداری، تعیین ایمنی سیستم نگهداری و غیره استفاده کرد. در مرحله بعد، از روش تحلیلی جهت ارزیابی خطر لرزه خیزی منطقه استفاده شده است که با توجه به تحلیل صورت گرفته گسل کرگینه با بزرگی 7/3 در مقیاس ریشتر به عنوان خطر ناک¬ترین گسل موجود در محدوده مورد مطالعه شناخته شد. در نهایت با تحلیل دینامیکی مخزن مذکور، جابه¬جایی-ها و کرنش¬های ایجاد شده در نقاط مختلف شیروانی در اثر وقوع زلزله محتمل مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی نشان می¬دهد که در قسمت شمال شرقی مخزن بالادست (زون گسله، که بحرانی ترین زون در محدوده مخزن می¬باشد) جابجایی افقی در راستای عمود بر سینه کار شیروانی در نقاط بحرانی از جمله پله دوم به 20 سانتی¬متر و جابجایی در راستای قائم به 5 سانتی¬متر می¬رسد و نیز با بررسی نمودار حاصل از کرنش برشی در برخی نقاط از جمله پله دوم، مقدار کرنش 0/06 را داریم، که با توجه به این نتایج در برخی از نقاط مخزن، ناپایداری خواهیم داشت.

بتن جسم مرکبی است که از اجزای مختلف سنگدانه، سیمان و آب ساخته می شود. شاید کمتر ماده ساختمانی میتوان یافت که تا این حد تنوع داشته باشد. زیرا نه تنها با تغییر دادن مقدار سیمان، آب و سنگدانه ها بلکه با مصرف سیمان های مختلف و مصالح سنگی متفاوت می توان بتن هایی با خواص متفاوت متناسب با نوع نیاز تولید کرد. نیاز به ساخت سازه های مرتفع تر، مقاوم تر و دارای المان های سازه ای با ابعاد کوچکتری با عمر طولانی تر محققان را وادار به جستجو و تحقیق برای ساخت بتن مقاوم تر و با دوام تر نمود. در این تحقیق، بتن با مقاومت بالا مورد بررسی قرار می گیرد، همچنین به دلیل زیان های محیطی ناشی از تولید سیمان و همچنین پاسخگو نبودن تنها ویژگی مقاومت فشاری بتن در محیط های مختلف و بهبود خواص مکانیکی و پایایی بتن تصمیم گرفته شد که در این تحقیق به بررسی مقایسه اثر دو نوع ماده پوزولانی زئولیت و متاکائولین درخواص مکانیکی بتن با مقاومت بالا بپردازیم