مشخصات زلزله های نزدیک گسل به دلیل خواص امواج برشی و تجمع آثار این امواج در جلوی مسیر گسیختگی تفاوتهایی با مشخصات زلزله های دور از گسل دارند. وجود حرکت پالس گونه با پریود بلند در ابتدای رکوردها، بزرگتر بودن مولفه عمود بر جهت گسل نسبت به مولفه موازی گسل، تجمع انرژی و انتقال آن در مدت زمان کوتاه، اعمال نیروی ضربه گونه بر سازه های موجود در مسیر پیشرو گسیختگی، نسبت بیشینه سرعت به بیشینه شتاب بالا و وجود بیشینه شتاب و سرعت و جابجایی بالاتر از تفاوتهای حائز اهمیت رکوردهای زلزله های نزدیک گسل می باشد. در این پایان نامه رفتار دینامیکی سدهای بتنی قوسی تحت تاثیر دو رکورد نزدیک گسل متفاوت، با استفاده از نرم افزار abaqus 6.8 مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای بررسی اثر زلزله های نزدیک گسل بر روی سدهای بتنی قوسی، از یک رکورد دور از گسل نیز در تحلیلهای دینامیکی استفاده شده است تا تفاوت اثر این نوع زلزله ها با زلزله های دور از گسل مشخص گردد. تحلیلها بر روی سدهای بتنی دو قوسی امیر کبیر و کارون 1 که به لحاظ ارتفاع تفاوت قابل ملاحظه ای دارند، صورت گرفته و مقادیر تغییر مکان و تنش های فشاری و کششی تحت رکوردهای نزدیک گسل با مقادیر مربوطه در حوزه دور از گسل مقایسه شده اند. نتایج حاکی از افزایش قابل ملاحظه ای در مقادیر نیروها و تغییر مکانهای ایجاد شده در سد تحت اثر زلزله های حوزه نزدیک نسبت به زلزله های حوزه دور می باشد. همچنین این اثر با کاهش فاصله رکورد از گسل بیشتر می شود و در اثر رکوردهای اعمالی نزدیکتر، شاهد پاسخ های شدیدتری می باشیم. با توجه به نتایج حاصل از تحلیل این سدها با پریودهای متفاوت به این نتیجه می رسیم که اثر زلزله های حوزه نزدیک بر روی سدهای با ارتفاع کوتاه (پریود پایین) بیشتر است.

در آنالیز لرزه ای سیستم های پیچیده ای مثل سد و مخزن و فونداسیون معمولاً با محیط های نامحدود مواجه هستیم. با توجه به غیر ممکن بودن مدلسازی این نوع محیط ها با روش های مرسوم عددی معمولاً محیط، به محیطی محدود تبدیل می شود و در انتهای قطع شده از محیط اصلی شرط مرزی مناسب بکار گرفته می شود. شرایط مرزی متعددی مانند شرط شاران یا سومرفلد وجود دارند که برای این آنالیزها مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از جدیدترین شرایط مرزی ارائه شده لایه کاملاً سازگار می باشد. این شرط مرزی برای نخستین بار توسط برنگر برای جذب امواج الکترومغناطیس ارائه شد. برنگر معادلات ماکسول را بازنویسی کرد و ضریب جدیدی را برای رسانایی و تفکیک محیط ها و زیرمجموعه های غیرفیزیکی این محیط جدید ارائه داد. با معادلات جدید بدست آمده و تحت شرایط خاص سازگاری، برنگر ثابت کرد که امواجی که به این محیط وارد می شوند، بدون هیچ انعکاسی به محیط جدید وارد شده و به صورت توانی مستهلک می شوند. مدت کوتاهی پس از معرفی این شرط بسیاری از محققین تئوری برنگر را برای سایر رشته های مهندسی و نظری بسط دادند. ادامه چکیده فارسی در این پایان نامه شرط مرزی pml برای مدلسازی مرز دوردست مخزن سد استفاده شده است و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از آنالیز با سایر شرایط مرزی مقایسه شده است. برای این منظور نخست کد کامپیوتری به زبان matlab برای تحلیل سیستم های سد مخزن و فونداسیون توسعه داده شده است. در این کد، شرط مرزی pml به عنوان نوع خاصی از المان در قالب کد المان محدود تعریف شده است. تحلیل ها نشان می دهند که مدلسازی سیستم سد و مخزن با این شرط مرزی به حجم حافظه کمتر و زمان تحلیل کوتاهتر نسبت به شرایط مرزی قبلی نیاز دارد. مطالعات پارامتریک به منظور نحوه استفاده بهینه از شرط مرزی pml در سیستم های اندرکنشی انجام شده و پیشنهادات مفیدی در خصوص مدلسازی بهینه این شرط مرزی ارائه شده است.

به منظور تخمین زمانی- مکانی مقدار بارش ماهیانه، با توجه به پیچیدگی پدیده و در دسترس نبودن اطلاعات فیزیکی کافی و عدم اطلاع دقیق از روابط و معادلات ریاضی حاکم بر مسئله، معمولاً به سراغ ارائ? مدلهای جعبه سیاه، که مستقل از پارامترهای فیزیکی موثر بر پدیده و معادلات حاکم بین آنها می باشد، باید رفت. در این پایان نامه مدلی ترکیبی و جعبه سیاه تحت عنوان ann-rbf به منظور تخمین زمانی- مکانی مقدار بارش ماهیانه پیشنهاد گردید. این مدل شامل دو گام می باشد: در گام اول با توجه به استوکستیک بودن مقدار بارش ماهیانه و توانایی گسترد? شبک? عصبی مصنوعی(artificial neural network) در حل مسائل پیچیده و غیرخطی، با استفاده از شبک? عصبی پرسپترون چندلایه(multi layer perceptron)، سعی در تخمین زمانی مقدار بارش ماهیانه در ایستگاههای باران سنجی با استفاده از مقدار بارش در ماههای گذشته در همان ایستگاه شده است. در گام دوم این مدل با استفاده از تخمینگر خطی توابع پایه شعاعی(radial basis function)، سعی در تخمین مکانی مقدار بارش ماهیانه در یک زمان مشخص در یک نقط? دلخواه و با توجه به مقدار بارش ماهیانه در ایستگاههای باران سنجی به عنوان نقاط گرهی گردیده است. به منظور تخمین مکانی، هر سه تابع رایج پایه شعاعی یعنی توابع inverse multi quadric، multi quadric و gaussian استفاده شده است. در نهایت ترکیب این دو گام، مدل ترکیبی ann-rbf را نتیجه می دهد. به منظور دستیابی به این مدل، از داده های بارش ماهیانه در حدفاصل فروردین 1375 تا اسفند 1383 در یازده ایستگاه باران سنجی دشت اردبیل بهره گرفته شده است. نتایج حاصله نشان از توانایی گسترد? شبک? عصبی مصنوعی در پیش بینی زمانی مقدار بارش ماهیانه دارد. همچنین تابع پایه شعاعی imq، در مقایسه با دو تابع دیگر منجر به نتایج مطلوبی در تخمین مکانی مقدار بارش ماهیانه گردید.

به منظور طراحی ایمن و اقتصادی سازه ها لازم است برآورد دقیقی از نیروهای موثر بر آنها را داشته باشیم. از جمله سازه های بزرگ مهندسی و با درجه اهمیت بسیار بالا، سدها می باشند که به دلایل مختلفی چون اهداف ساخت، شدت و حساسیت خطرات ناشی از خرابی احتمالی آنها از موقعیت ویژه ای برخوردار می باشند. در کشور ما همواره نیروی زلزله از جمله نیروهای موثر در طراحی بوده و لازم است که برآورد مناسب و دقیقی از این نیرو صورت گیرد. از سوی دیگر تحلیل های مرسوم دینامیکی یکنواخت به دلیل گستردگی و بزرگی سطح تماس این سازه ها با زمین نمی تواند بیانگر پاسخ واقعی این سیستم ها باشد. تحقیقات متعدد نشان می دهد آنچه در واقعیت اتفاق می افتد غیریکنواخت بودن تحریک زمین لرزه در مورد چنین سازه هایی است. در این تحقیق اثرات پدیده بزرگنمایی توپوگرافی با استفاده از رکورد های میکروترمور و زلزله ثبت شده در میدان آزاد ساختگاه سد شفارود مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور آزمایشات ثبت ارتعاش محیطی در ساختگاه سد شفارود با استفاده از 5 لرزه نگار نصب شده در جناحین دره در سال 1386 انجام شده است. در این تحقیق رکوردهای ثبت شده از آزمایش مذکور با استفاده از روش کلاسیک پردازش سیگنال پردازش شده و وضعیت تشدید توپوگرافی در ایستگاه های مختلف بررسی شده اند. مقایسه تاریخچه-های زمانی سرعت ثبت شده در دیواره و کف دره برای هر دو مولفه افقی و مولفه قائم نشان می دهد که حرکات زمین در دیواره دره نسبت به کف آن در حوزه زمانی تشدید شده است. در حوزه فرکانسی، نتایج بدست آمده از رکوردهای زلزله بخوبی نشان می دهد که عارضه توپوگرافی موجب تشدید حرکات زمین در دیواره دره نسبت به کف آن می شود و مقادیر بزرگنمایی نسبی ناشی از توپوگرافی تابعی از ارتفاع نقطه مورد نظر از کف دره می باشد. همچنین تحلیل رکوردهای ارتعاش محیطی ثبت شده نشان می دهد که پدیده بزرگنمایی توپوگرافی با استفاده از رکوردهای میکروترمور و تکنیک ناکامورا به صورت کیفی قابل بررسی و ارزیابی است. همچنین با استفاده از نتایج بدست آمده از پردازش رکوردهای میکروترمور و بکارگیری آنها با استفاده از تکنیک ناکامورا فرکانس های تشدید ساختگاه قابل تشخیص می باشند.

سکو های جکتی ثابت فلزی مرسوم ترین نوع سازه فراساحلی می باشد و به طور گسترده ای برای استخراج نفت و گاز فراساحل مورد استفاده قرار می گیرند. سازه-های فراساحلی در طول عمر سرویس دهی بر اثر نیروهای محیطی در آنها بطور پیوسته آسیب جمع می شود برای مثال آسیب ناشی از خستگی و خوردگی، تصادم بر اثر کشتی، سقوط اجسام از روی عرشه، بار اضافی اعضا در طول طوفانهای شدید، ونصب و فعالیتهای نگهداری. در گذشته روشهای بازرسی آسیب زیادی مانند: اشعه x ، پویش الکترونی،الترازونیک، تصویر برداری تشدید مغناطیسی، نفوذ رنگ، و بازرسی های چشمی توسعه داده شده است. این روشها نیاز به گذراندن زمان و صرف هزینه دارند. یک سیستم طبقه بندی روش های تشخیص آسیب، تشخیص آسیب را به 4سطح 1: تشخیص آسیب در سازه موجود 2: تشخیص موقعیت هندسی آسیب 3: تعیین میزان شدت آسیب 4: پیش بینی عمر سرویس دهی سازه تقسیم میکند. آسیب سازه ای یک پدیده محلی است که منجر به سیگنال هایی با فرکانس بالا می شود. تحلیل فوریه سیگنال را از محدوده بر پایه زمان یا مکان به محدوده بر پایه تنها فرکانس انتقال می دهد. متاسفانه اطلاعات زمان یا مکان، ممکن است در طول انجام انتقال(تبدیل) خراب شوند و بعضی مواقع غیر ممکن است که بتوان زمان و مکان یک رویداد خاص را مشخص کرد[3]. برای اصلاح این نقیصه روش انتقال فوریه زمان کوتاه (stft) بوسیله گابور(1946) تولید شد. مشکلی که در این روش وجود دارد به اصل علمی هایزنبرگ بر میگردد. این اصل بیان می کند که آگاهی از مقدار دقیق فرکانس و زمان یک سیگنال در یک نقطه مشخص از صفحه زمان- فرکانس ممکن نیست. به عبارت دیگر، نمی توان دقیقا معلوم کرد در یک زمان مشخص، چه فرکانسی وجود دارد و تنها می توان دانست در یک بازه زمانی مشخص، چه محدوده فرکانسی وجود دارد. این مشکل به مشکل وضوح معروف می باشد و دلیل اصلی روی آوردن از تبدیل فوریه زمان کوتاه به تبدیل موجک می باشد. بنابراین در سال 1987، نظریه موجک به عنوان یک ایده تکمیلی جهت رفع مشکل تبدیل های فوریه و تبدیل فوریه زمان کوتاه، توسط دابشیز مطرح شد. توابع موجک ترکیبی از خانواده توابع پایه هستند که قادر به بیان سیگنال در محدوده زمان(یا مکان) و فرکانس(یا مقیاس) می باشند. مهمترین مزیت استفاده از موجک توانایی تحلیل موضعی یک سیگنال می باشد بطور مثال دقت کردن در هر زمان یا مکان. تحلیل موجک قادر می باشد بسیاری از منظر های پنهان داده هایی که دیگر روش های تحلیل سیگنال در شناسایی آنها ناتوان هستند، را شناسایی کند. این خصوصیات بویژه برای کاربردهای تشخیص آسیب مهم می باشند. یک عیب بارز و مشخص تبدیل موجک، وضوح فرکانسی ضعیف در نواحی با فرکانس بالا است. بنابراین، این روش در مواجه شدن با سیگنال هایی با مولفه های فرکانسی بالا دچار مشکل می شود. برای رفع این مشکل تبدیل موجک بسته ای پیشنهاد می شود. تبدیل موجک بسته ای(wpt) حالت توسعه یافته تبدیل موجک می باشد که تجزیه سطح به سطح کاملی را از سیگنال تولید می کند. این تبدیل از ترکیب خطی توابع موجک معمولی تشکیل شده است. تبدیل موجک بسته ای می تواند خصوصیات سیگنال های پایا و نا پایا را با تفکیک فرکانس– زمان دلخواهی استخراج نماید.

کاربرد سرریزهای پلکانی به حدود 3500 سال پیش برمی گردد. سرریزهای پلکانی از جمله سازه های هیدرولیکی هستند که به جهت ظرفیت بالای آنها در استهلاک انرژی، مورد توجه طراحان است و در چند دهه ی اخیر به یکی از روشهای متداول جهت تخلیه ی سیلاب ها تبدیل شده است. توسعه‎ی مصالح ساختمانی جدید نظیر بتن متراکم غلطکی موجب تمایل بیشتر به استفاده از سرریزهای پلکانی شده است. ساخت سرریزهای پله ای با روش های قالب لغزنده و بتن ریزی غلطکی متراکم سازگاری بیشتری دارد. پله ها به نحو کاملاً چشم گیری می توانند شدت استهلاک انرژی در سطح سرریز را افزایش داده، اندازه و هزینه سازه های مستهلک کننده-ی انرژی در پایین دست نظیر حوضچه ی آرامش را کاهش دهند. مکانیسم جریان از روی سرریز پلکانی پیچیده بوده و مطالعات زیادی در این مورد صورت گرفته است. مشاهدات تجربی محققین سه رژیم جریان متفاوت از لحاظ مکانیزم استهلاک انرژی به نام های ریزشی، رویه ای (غیر ریزشی) و تبدیلی (انتقالی) را ارایه می دهد. در زمینه ی برآورد میزان افت انرژی،کارهای آزمایشگاهی گسترده ای در سراسر دنیا در حال انجام است. چمنی، راجاراتنام و بیرامی (2008) برای تخمین افت انرژی در یک شیب شکن عمودی، بر پایه ی شبیه سازی جریان عبوری از روی شیب شکن و مدل جت آزاد سطحی، مدلی را با استفاده از تئوری های لایه ی برشی جت و جریان توسعه یافته ی جت ارایه کردند. در این پایان نامه ابتدا با استفاده از مدل فوق و با توجه به روابط و شباهت هایی که بین سرریز پلکانی و شیب شکن عمودی و نیز تئوری جت آشفته وجود دارد، مدل هایی برای ارزیابی افت نسبی انرژی در سرریزهای پلکانی در حالت جریان رویه-ای ارایه می شود و سپس مقایسه ی جامع و کاملی با نتایج آزمایشگاهی دیگر محققین، صورت می گیرد.

در سالهای اخیر پیشرفتهای چشم گیری در صنعت دریا و سکوهای دریایی حاصل شده است. همزمان با این پیشرفت ها نیز در عرصه عملیاتی شاهد روند رو به رشدی در ساخت و ساز این نوع سازه ها هستیم. ارزیابی سکوهای دریایی موجود یک فرایند جدید بوده و هنوز روند آن بر خلاف فرآیند طراحی، به صورت مدون در نیامده است. از روشهایی که جهت برآورد سکوها و تائید آنها برای ادامه سرویس دهی استفاده می شود آنالیز پوش اور است. در زمینه مسائل مربوط به تحلیلهای غیرخطی، هم اکنون تحلیل پوش اور به عنوان آخرین دستاورد در زمینه تحلیل و امکانات نرم افزاری مطرح می باشد. آنالیز پوش اور مرسوم، آنالیز استاتیکی غیرخطی افزاینده است. در این روش، بارگذاری به سکو اعمال شده و گام به گام با افزایش شدت بارگذاری، سازه تحلیل می شود تا اینکه آسیب وارده بر سازه به حد معینی برسد. در این پایان نامه، یک سکوی ثابت دریایی در مقابل بارهای منظم و تصادفی ناشی از موج مورد مطالعه قرار می گیرد. سکو بر مبنای سطح عملکرد مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته و تحلیلهای استاتیکی و دینامیکی خطی و غیرخطی روی آن انجام خواهد گرفت. در انتها، ظرفیت هر یک از این تحلیلها مورد بحث قرار می گیرد.

اندرکنش دینامیکی سد و مخزن بر روی پاسخ دینامیکی سد بتنی وزنی در مقابل زلزله اثرات قابل توجهی دارد. این اثر باید توسط روش های منطقی و قابل اطمینان در طراحی لرزه ای سدها به صورت دقیق تری در نظر گرفته شود. در این پایان نامه، اندرکنش سد و مخزن به عنوان یک مسئله انتشار موج به وسیله روش اجزاء محدود طیفی بر پایه ی چندجمله ای های لژاندر مدل شده است. کدهای خاص جداگانه ای برای تحلیل اندرکنش سد و مخزن در حوزه زمان با استفاده از روش های اجزاء محدود و اجزاء محدود طیفی نوشته شده است. نتایج بدست آمده از هر دو روش از نظر دقت، کارائی و زمان محاسبات باهم مقایسه شده اند. در روش اجزاء محدود طیفی با افزایش تعداد المان ها در سد و افزایش درجه ی تقریب در مخزن می توان با استفاده از همگرایی طیفی به سرعت به نتایج روش اجزاء محدود رسید. می توان نشان داد که تمام شرایط مرزی در محیط مخزن با استفاده از روش اجزاء محدود طیفی به صورت دقیق و قطری مدل می شود. روش اجزاء محدود طیفی منجر به ماتریس جرم قطری دقیق هم برای سد و هم برای مخزن می شود. ماتریس سختی این روش نسبت به روش اجزاء محدود هم برای سد و هم مخزن تنکی تر و دقیق تر است. روش اجزاء محدود طیفی به زمان محاسبات کمتری به خصوص برای المان های مراتب بالاتر یا سیستم بزرگتر نسبت به روش اجزاء محدود دارد. بنابراین روش اجزاء محدود طیفی روش مناسبی برای تحلیل دینامیکی سیستم سد و مخزن می باشد.

سدهای بتنی وزنی به لحاظ جنبه های اقتصادی ، فنی ، زیست محیطی ، اجتماعی و سیاسی جزو سازه های بسیار مهم می باشند.علیرغم مطالعات گسترده صورت گرفته بر روی این سازه ها ، بررسی ایمنی و بررسی رفتار غیرخطی این سازه ها تحت بارگذاریهای شدید همچون زمین لرزه نیازمند مطالعات بیشتری است. ماهیت و نحوه اعمال نیرو در رکوردهای میدان دور و نزدیک زلزله بر سازه ها متفاوت می باشد. یکی از مسائلی که کمتر در مورد سدهای بتنی وزنی بررسی شده است ، بررسی رفتار متفاوت این سازه ها در برابر زلزله های میدان نزدیک و میدان دور می باشد. در این تحقیق ابتدا معیارهای مختلف تقسیم بندی زلزله های میدان نزدیک و دور مورد بررسی قرار گرفته و بر اساس این معیارها علاوه بر رکورد زلزله کوینا، سه رکورد زمین لرزه میدان نزدیک ، سه رکورد میدان دور انتخاب و دو رکورد میدان دور که بر اساس شتاب بیشینه افقی زمین به رکورد میدان نزدیک متناظر مقیاس شده اند، جهت تحلیل انتخاب شده اند. سد کوینا در دو حالت سد و مخزن روی پی صلب و سد و مخزن روی پی بدون جرم مدل سازی شده است. رفتار خطی و غیرخطی مدل های سد کوینا تحت تاثیر مولفه افقی و قائم رکوردهای انتخاب شده و مقیاس شده تحلیل شده است. در تحلیلها اندرکنش دینامیکی سد و مخزن با احتساب تراکم پذیری سیال مخزن و مرزهای جاذب انرژی لحاظ شده است. رفتار غیر خطی مادی بتن با دیدگاه ترک پخشی ثابت مدل شده است. در نهایت رفتار خطی و غیر خطی هر دو مدل و همچنین تفاوت الگوی خرابی و آسیب در تحلیل های غیر خطی تحت اثر رکوردهای مذکور بررسی شده است. پی به دو صورت صلب و بدون جرم در تحلیلها در نظر گرفته شده است. نتایج تحلیل های خطی نشان داده اند که حداکثر جابجایی افقی تاج سد برای مدل پی بدون جرم کمی بیشتر از مدل پی صلب بوده است، ولی مقادیر تنشها در مدل پی بدون جرم بیشتر از مدل پی دارای جرم بوده اند. در مقایسه تحلیل های غیر خطی با یکدیگر مشخص شد که مدل سد روی پی صلب با حداکثر جابجایی های کمتر و زودتر از مدل سد روی پی بدون جرم به خرابی رسیده و همچنین در مدل سد روی پی صلب، آسیب دیدگی المانها و رشد ترک در پاشنه بالادست بیشتر و در محل شکستگی شیب پایین دست کمتر از مدل سد روی پی بدون جرم بوده است. مقایسه نتایج تحلیل های خطی و غیرخطی نشان داد که در تحلیل های غیر خطی مدل ها تحت اثر رکوردهای میدان نزدیک و رکوردهای مقیاس شده میدان دور، جابجایی افقی تاج سد بیشتر از تحلیل نتایج تحلیل های خطی بوده است. با مقایسه تحلیل از دیدگاه تاثیر نوع رکورد زلزله، بررسی نتایج تحلیلهای خطی مربوط به ایستگاه بم نشان داد که علیرغم اینکه pga هر دو رکورد میدان نزدیک بم – بم و مقیاس شده بم – ابرقو یکسان هستند ولی حداکثر جابجایی افقی تاج سد رکورد میدان نزدیک حدود 4/2 برابر رکورد مقیاس شده بدست آمده است.

زلزله های اخیر باعث تخریب بسیاری از سازه ها و شریان های حیاتی شده است. از جمله شریان های حیاتی خطوط لوله می باشد که تخریب و آسیب آن فاجعه های جبران ناپذیری را به دنبال خواهد داشت؛ آتش سوزی، کشته شدن انسان ها، تخریب محیط زیست از جمله تبعات آسیب دیدگی خطوط لوله در جریان زلزله می باشد. خط لوله بدلیل بعد طولی آن، در جریان زلزله، ممکن است تحت اثر شتاب های مختلف قرار گیرد؛ این تفاوت شتاب در نقاط مختلف، به غیر یکنواختی ابعادی معروف می باشد و ممکن است عامل اصلی آسیب دیدگی آن باشد. از اینرو فرض شتاب یکنواخت که در تحلیل سایر سازه ها صحیح می باشد، در سازه های طولی (خط لوله- پل- سد) صحیح نمی باشد. کارهای تحقیقاتی بسیاری در رابطه با اثر غیریکنواختی زلزله بر روی سازه هایی نظیر پل و سد انجام یافته است، اما این اثر در مورد خطوط لوله کمتر مورد توجه بوده است؛ به همین دلیل در تحقیق حاضر، تحلیل غیرخطی تاریخچ? زمانی خطوط لوله مدفون تحت اثر زلزل? غیریکنواخت، مد نظر می باشد. جهت انجام تحلیل تاریخچ? زمانی خط لوله، از نرم افزار zeus nl استفاده شده است؛ در این نرم افزار برای مدل سازی خط لوله از المان های خطی استفاده شده و اندرکنش میان لوله و خاک با استفاده از فنر و میراگر مدل سازی شده است. همچنین شتاب های ثبت شده از دو زلزل? کوبه (1995) و نورتریج (1994) برای انجام تحلیل ها مورد استفاده قرار گرفته است. تاثیر پارامترهای مختلف مانند عمق دفن، ضخامت جدار? لوله، زاوی? خمیدگی لوله و جنس خاک، مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با اثر زلزل? یکنواخت مقایسه شده است. نتایج نشان دهند? اهمیت تاثیر زلزله های غیریکنواخت می باشد، بطوریکه در اکثر تحلیل ها پاسخ های تنش و کرنش، افزایش چشمگیری را نسبت به زلزل? یکنواخت، نشان می دهد.

با افزایش ساخت خطوط مترو در شهرها مسئله ارتعاشات ناشی از حرکت قطار و آثار نامطلوب آن مورد توجه محققین مختلف قرار گرفته است. به منظور شناخت ماهیت ارتعاشات ایجاد شده مدل سازی های عددی مختلفی انجام یافته تا راهکارهای مناسبی برای کاهش اثرات نامطلوب ارائه گردد. نیاز به برآورد سریع میزان ارتعاشات منجر به در اولویت قرار گرفتن مدل های دو بعدی می گردد. مدل سازی مسئله ارتعاش ناشی از حرکت قطار که یک مسئله اندرکنش دینامیکی محیط محدود و محیط نامحدود (خاک و سازه) می باشد با استفاده از روش ترکیبی المان محدود و روش جدید نیمه تحلیلی المان محدود مرزی مقیاس شده انجام گرفته است. با به کارگیری روش جدید معرفی شده، محیط نامحدود؛ با ارضای صحیح شرط تابشی، مدل سازی گشته و نیروهای اندرکنشی در نقاط گرهی واقع در مرز محاسبه می گردد. به این طریق می توان معادلات کلی سیستم اندرکنش دینامیکی خاک و سازه را برقرار نمود. با انجام تحلیل پارامتریک تأثیر عوامل مختلف مانند مشخصات محیط،سرعت حرکت قطار و تعداد واگن ها، تأثیر عمق تونل، تأثیر سیستم نگهداری بتنی در فواصل مختلف از خط در سطح زمین بررسی گشته است. نتایج به دست آمده تطابق خوبی با مطالعات گذشته داشته که نشانگر قابلیت روش جدید استفاده شده در مسائل اندرکنش دینامیکی خاک و سازه می باشد. کاهش زمان محاسبات را می توان مهمترین مزیت استفاده از روش جدید عنوان نمود.

از مهم ترین کاربردهای شناسایی سیستم در سازه های عمرانی، تعیین مقادیر فرکانس ها، اشکال مودی و ضرایب میرایی در حین بهره برداری است که نتایج بدست آمده، منجر به شناخت بهتر سیستم و اصلاح مدل عددی (کالیبراسیون) می گردد. برای کالیبره کردن مدل المان محدود سازه ها، باید از نتایج شناسایی بدست آمده از داده های تاریخچه زمانی ثبت شده در بدنه سازه استفاده کرد. این سری های زمانی می توانند ناشی از ارتعاشات محیطی یا آزمایشات ارتعاش اجباری و آزاد باشند. در تحقیق حاضر، سد قوسی پاکویما که دارای داده ها و اطلاعات لرزه ای دقیق و گسترده ای می باشد به عنوان مناسب ترین گزینه برای انجام عمل شناسایی و کالیبراسیون انتخاب شده و برای شناسایی سیستم سد- پی و مخزن نیز، از تلفیق دو روش پیشرفته تجزیه حوزه فرکانس fdd (frequency domain decomposition) و تبدیل موجک از نوع موجک مورلت اصلاح شده (modified morlet wavelet) استفاده شده است. ادغام این دو روش به منظور اصلاح و رفع معایب موجود در آن ها و بهره گیری از قابلیت های منحصر به فرد این روش هاست. روش fdd به دلیل شناسایی در حوزه فرکانس، قادر به برآورد دقیق فرکانس های طبیعی و البته اشکال مودی سازه هاست. از طرف دیگر، روش wt که یکی از روش های مناسب در حوزه زمان- فرکانس است، قادر به تجزیه سیگنال ها در فرکانس های مختلف می باشد؛ از این رو یکی از روش های قدرتمند در تعیین ضرایب میرایی است. در حقیقت، روش fdd، مقادیر میرایی سیستم را با استفاده از طیف توان پاسخ ها که مبتنی بر تبدیل فوریه سیگنال های اورجینال می باشد، برآورد می کند؛ همین امر منجر به ایجاد خطا در تخمین ضرایب میرایی می گردد؛ چرا که میزان نشت در طیف فوریه سیگنال های اصلی یا اورجینال بالاست. بنابراین، برای جبران این مشکل و کاهش خطای مقادیر میرایی در تکنیک نیم توان، سیگنال های تک فرکانسی بدست آمده از تبدیل موجک، در محاسبه طیف توان پاسخ ها، بکار رفته است. همچنین در این پایان نامه، به منظور کاربرد تکنیک کاهش لگاریتمی در برآورد مقادیر میرایی مربوط به پاسخ های بدست آمده از ارتعاشات محیطی (همچون زلزله)، از یک فرمول بندی جدید تبدیل موجک که مبتنی بر توابع همبستگی پاسخ ها می باشد، استفاده شده است. ادغام هدفمند دو روش پیشرفته فوق الذکر، منجر به پیدایش روشی قدرتمند در زمینه شناسایی سیستم، موسوم به fdd – wavelet گردید. پارامترهای مودال بدست آمده از روش fdd – wavelet، جهت کالیبراسیون مدل المان محدود سیستم سد قوسی پاکویما مورد استفاده قرار گرفت. به این ترتیب که از مقدار میرایی شناسایی شده به طور مستقیم در مدل المان محدود سد و از فرکانس های طبیعی استخراجی نیز به منظور کنترل فرایند کالیبراسیون استفاده شده است. نتایج تحلیل دینامیکی بدست آمده از مدل کالیبره شده، تطابق خوبی با پاسخ های واقعی سد بتنی پاکویما، تحت زلزله 1994 نورتریج نشان می دهد. به منظور عمل کالیبراسیون، از مقدار میرایی 65/2 درصدی بدست آمده از شناسایی سیستم، همراه با افزایش 3 درصدی مدول الاستیسیته سنگ و بتن، استفاده شده است که منجر به دستیابی به نتایج مناسب و قابل قبولی گشته است. تنش کششی ماکزیمم بدست آمده از تحلیل دینامیکی غیر یکنواخت سد، حدود 20 مگاپاسکال در ناحیه تراست بلوک واقع در جناح چپ تکیه گاه سد می باشد که بسیار بزرگ بوده و چشمگیر است. این تنش بزرگ، نشان دهنده این است که ناحیه فوق الذکر مستعد بروز خرابی و آسیب در طی زلزله های بزرگی همچون نورتریج می باشد. برای انجام عمل کالیبراسیون و تحلیل دینامیکی سد، از برنامه eacd-3d 2008، که یک برنامه تخصصی برای سدهای بتنی است، استفاده شده است. این برنامه از فرض رفتار خطی مصالح برای مدلسازی و تحلیل های دینامیکی استفاده می کند، از این رو پاسخ های بدست آمده از آن، مانند تنش کششی ماکزیمم 20 مگاپاسکال، دست بالا می باشد.

با توجه به لرزه خیزی مناطق مختلف ایران و برای جلوگیری از ایجاد خسارات سنگین و جبران ناپذیر، بخصوص درمکانهایی که سازه های حساسی در آنجا ساخته شده یا ساخته خواهد شد، لازم است برآورد مناسب و دقیقی از بار های لرزه ای وارده روی سازه ها انجام شود واثرات عوامل مختلف تاثیر گذار مورد ارزیابی قرار گیرد. یکی از این عوامل، تشدید امواج لرزه ای رسیده به سطح زمین ناشی از اثرات ساختگاهی می باشد که از مدتها قبل مورد توجه محققان قرار گرفته است. تفرق امواج لرزه ای باعث ایجاد شتابهای لرزه ای مختلف در نقاط گوناگون با مصالح نرم وسخت خواهد شد، که این مسئله می تواند روی جابه جایی های ایجاد شده ناشی از زمین لرزه در سطح زمین تاثیر گذار باشد. استفاده از روش المان مرزی برای محیط های نامحدود به دلیل آنکه گسسته سازی فقط در مرز حوزه انجام می گیرد باعث می شود تا حجم مدل سازی و محاسبات لازم به شدت کاهش یابد، بسیار مناسب است. بنابراین در این مطالعه از روش المان مرزی سه بعدی استفاده شده است. پارامترهایی که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته اند: عبارتند از شکل ناهمواری، لایه بندی، ضخامت هرلایه، خواص مکانیکی مصالح (جرم حجمی ، ضریب پواسون، مدول برشی )، فرکانس تحریک، نوع و زاویه برخورد موج. برای انجام این تحقیق کد کامپوتری به زبان فرترن با استفاده از روش المان مرزی سه بعدی توسعه یافته و مورد صحت سنجی قرار گرفته است. مطالعات انجام شده در این تحقیق نشان می دهد که لایه بندی ساختگاه از عوامل موثر برتشدید امواج لرزه ای رسیده به سطح زمین می باشد. علاوه براین ضخامت لایه بندی، زاویه برخورد، فرکانس امواج و همچنین مشخصات مصالح تشکیل دهنده ساختگاه اثرات قابل توجهی روی تشدید جابجایی های ایجاد شده در اثر زلزله دارد که می تواند روی سازه های ساخته شده در این مکانها تاثیر گذار باشد. بنابراین باید در طراحی این سازه ها اثرات تمام عوامل موثر به دقت مورد ارزیابی قرار گیرد.

رفتار سدها به طور کلی به دو دسته ی استاتیکی و دینامیکی تقسیم می شود، که برای سنجش آن ها از ابزارهای نصب شده روی بدنه ی سد استفاده می شود. ممکن است برای مدت کوتاهی خروجی ابزارهای رفتارسنجی در دسترس نباشد و یا نیاز باشد رفتار یک سد در شرایط بارگذاری جدید که تاکنون آن را تجربه نکرده است، ارزیابی شود. در این تحقیق با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی که یکی از ابزارهای هوش محاسباتی محسوب می شوند، رفتار استاتیکی و دینامیکی دو سد بتنی قوسی، مدل سازی شده و پاسخ های آن ها برای شرایط بارگذاری جدید پیش بینی شده است. در بخش اول، رفتار استاتیکی سد قوسی کارون 3، توسط شبکه های عصبی mlp که جزء شبکه های ایستا محسوب می شوند، مدل سازی و پیش بینی می شود. برای این کار از داده های میدانی استفاده شده است و جابجایی های شعاعی و مماسی بدنه ی سد به مدت دو ماه و به صورت روزانه پیش بینی شده اند. در این بخش از تحقیق با ارائه ی یک دیدگاه جدید برای اعمال اثرات دما، دقت پیش بینی ها افزایش داده شده است. در این بخش، هدف آن است که در صورت در دسترس نبودن خروجی های رفتارسنجی، از شبکه ی طراحی شده برای بدست آوردن تغییرشکل های بیان شده استفاده شود. در بخش دوم تحقیق، رفتار لرزه ای سد قوسی کارون 4 که بلندترین سد ایران به حساب می آید، توسط شبکه ی عصبی narx که یک شبکه ی پویا می باشد، تحت زلزله های جدید پیش بینی شده است. برای این کار از داده های بدست آمده از تحلیل لرزه ای سد با نرم افزار abaqus استفاده شده است و اثرات اندرکنش دینامیکی سد و مخزن نیز در مدل سازی ها لحاظ شده اند. شبکه ی طراحی شده، برای تحلیل لرزه ای سیستم سد و مخزن کارون 4 تحت 7 زلزله ی جدید با محتواهای فرکانسی متفاوت تست شده است. در این بخش، هدف آن است که برای تحلیل تاریخچه زمانی سیستم سد و مخزن کارون 4 تحت شتاب های زلزله های مختلف، به جای استفاده از روش المان محدود، از شبکه ی عصبی طراحی شده به عنوان یک ابزار جایگزین مناسب استفاده شود. خروجی های هر دو بخش این تحقیق نشان می دهند که شبکه های عصبی در صورت آموزش صحیح و در نظر گرفتن مناسب پارامترهای آن، می توانند رفتار استاتیکی و دینامیکی سدهای بتنی قوسی را با سرعت و دقت بالا پیش بینی کنند.

در دهه های اخیر سدهای زیادی در دنیا و هم چنین ایران ساخته شده است. با گذشت زمان و فرسوده شدن سدها در اثر زلزله و سایر عوامل مخرب، امکان ایجاد آسیب و تغییر در سد و تکیه گاه وجود دارد. لذا این سدها به مراقبت و نوعی پایش سلامت نیاز دارند که بطور دوره ای و پس از وقوع هر زلزله یا حتی ارتعاشات محیطی، این بررسی انجام شود و از سالم بودن سد، تکیه گاه و سایر عوامل تأثیرگذار اطمینان حاصل نمود. از طرفی هزینه ی هنگفت انجام مطالعات و ساخت سد نیز بر لزوم نگهداری هر چه دقیقتر از آن تأکید می کند. برای بررسی رکوردهای ثبت شده و پایش سلامت سد نیاز به انجام مطالعات شناسایی سیستم سد می باشد. مطالعات شناسایی سیستم سد را می توان با استفاده از ارتعاشات اجباری و هم چنین با استفاده از ارتعاشات محیطی ثبت شده انجام داد. آزمایشات ارتعاشات اجباری علاوه بر هزینه بر بودن، احتمال ایجاد خرابی در سازه ی سد را نیز در پی دارد لذا بهترین راه برای شناسایی سیستم سد، استفاده از ارتعاشات محیطی ثبت شده است. در این پایان نامه نیز برای شناسایی سیستم از ارتعاشات محیطی ثبت شده استفاده شده است. در این پایان نامه برای از بین بردن این نقایص و استخراج پارامترهای مودال از روش های تجزیه ی حوزه ی زمان-فرکانس استفاده شده است. برای شناسایی سیستم سد کدنویسی در محیط matlab انجام شده است. در پایان و پس از شناسایی سیستم سد و استخراج پارامترهای مودال (فرکانس های طبیعی، ضرایب میرایی و اشکال مودی)، مدل اجزای محدود سد نیز ساخته شده و پارامترهای فوق در آن محاسبه و با مقادیر به دست آمده از برنامه ی نوشته شده، مقایسه شده است. هدف از این مقایسه بروز کردن (کالیبراسیون) مشخصات سد و تکیه گاه و بعبارتی نزدیک کردن مدل اجزای محدود سد به حالت واقعی است. در این پایان نامه از سد کارون3 که یکی از بزرگترین سدهای دو قوسی کشور می باشد، به عنوان مطالعه ی موردی استفاده شده است. برای کالیبراسیون مدل اجزای محدود از نرم افزار abaqus استفاده شده است. این نرم افزار با قابلیت در نظر گرفتن رفتار غیر خطی بتن، پاسخ های دقیقی از رفتار سد ارایه می دهد.

آغاز بررسی ها و تحقیقات در مورد بار انفجاری در داخل آب، از شروع جنگ جهانی دوم و پیدایش نیازهای اساسی برای تحقیق در این حوزه، لزومات تحقیق در زمینه پدافند غیرعامل را گسترش داد. بررسی این مهم در خصوص سد و انفجار داخل مخزن آن به دلیل اهمیت فوق العاده این ابرسازه لازم و ضروری به نظر می رسد. انفجار، پدیده دینامیکی با سرعت بالا با تولید دو نوع پارامتر مهم که اصلیترین آن موج شوک حاصله می باشد، با تولید فشار بیشتر در یک زمان کوتاه باعث به وجود آمدن فشار هیدرودینامیکی فوق العاده می گردد. بررسی تاثیر این فشار فوق العاده ناشی از بار انفجاری در داخل مخزن، بر سدهای وزنی بتنی موضوع بررسی این پایانامه می باشد که در دو مدل از دو سد با هندسه و مشخصات مصالح معین با رفتار خطی برای مدل اول و رفتار خطی و غیرخطی مصالح بتن سازه سد برای مدل دوم بررسی گردید. ابتدا صحت حل مدل سازی سیستم سد- مخزن با تحقیقات تحلیلی صورت گرفته که انطباق کامل را نشان داد، بررسی شد. در ادامه سیستم سد- مخزن- پی در نرم افزار اجزای محدود آباکوس با تحلیل دینامیکی صریح و مخزن آکوستیکی با پی انعطاف پذیر و دو بار انفجاری در ارتفاعات قائم و فاصله های افقی مختلف مدل سازی شد. نتایج حاکی از آن است که جابجایی های نقاط مختلف از بدنه سد در جهت افقی به شکل تقریبا سینوسی و در این جهت بیشتر از حالت قائم می باشد. در نظر گرفتن رفتار غیرخطی جابجایی ها را افزایش داده و تغییرمکان ماندگار به علت ایجاد ترک در بدنه را سبب می شود. جابجایی در محل نزدیک نقطه انفجار با جابجایی تاج سد تقریبا یکسان می باشد. مقایسه تغییر موقعیت ارتفاعی بار انفجاری حاکی از آن است که قرار گرفتن بار انفجاری در قسمت میانه از مخزن، میزان شتاب بیشتری ایجاد می کند. توزیع تنش با شروع انفجار از محل نقطه انفجار آغاز می شود که این تنش ها در پوسته بیرونی وجه پایین دست سد بیشتر از وجه بالادست و نزدیک نقطه انفجار می باشد. همچنین در نظر گرفتن رفتار غیرخطی در مقایسه با رفتار خطی تغییر محسوسی را در تنش سبب نمی شود.

چکیده: هر چقدر ابعاد و اهمیت سازه‎ها افزایش یابد به همان میزان اهمیت برآوردهای دقیق و واقعی‎تر بارهای وارد بر این نوع سازه‎ها افزایش می‎یابد. از جمله سازه‎های بزرگ مهندسی و با درجه اهمیت بسیار بالا سدها می‎باشند که به دلایل مختلفی چون اهداف ساخت، شدت و حساسیت خطرات ناشی از خرابی احتمالی آنها از موقعیت ویژه‎ای برخوردار می‎باشند. در این پایان‎نامه به بررسیاثرات افزایش ارتفاع روی پاسخ لرزه‎ای سدهای بتنی در سد بتنی پشت بنددار اکباتان با استفاده از روش اجزاء محدود و نرم‎افزار abaqus می‎پردازیم. برای انجام این تحلیل‎ها از داده‎های سه زمین‎لرزه کوینا، ال سنترو و تفت استفاده می‎کنیم. بر اساس تحلیل‎های انجام یافته بر روی سد بتنی اکباتان قبل و پس از مرتفع سازی مشاهده می‎گردد در این سد پس از مرتفع سازی ماکزیمم تنش حدود 70 درصد نسبت به قبل از افزایش ارتفاع تحت این زمین‎لرزه‎ها افزایش پیدا می‎کند. همچنین بیشترین تغییرات جابجایی تاج سد نسبت به زمین در قبل و پس از مرتفع‎سازی تحت زمین لرزه کوینا و کمترین تغییرات تحت زمین‎لرزه ال‎سنترو اتفاق می‎افتد. همچنین با توجه به تحلیل مودال سد اکباتان قبل و پس از مرتفع سازی مشاهده می‎گردد که سد قبل از افزایش ارتفاع از سختی بیشتری برخوردار بوده و پس از مرتفع‎سازی از سختی آن کاسته می‎شود.

رفتار سنجی در حین ساخت و اولین آبگیری به منظور آنالیز سریع ایمنی آن و همچنین در زمان بهره برداری جهت ارائه تصویر واقعی از تمام تغییرات و ارزیابی ایمنی سد بر اساس مشاهدات بلند مدت داده ها از عمده ترین اهداف ابزار بندی و رفتارنگاری سدها است. در این تحقیق سعی شده است تا رفتار سدهای خاکی از لحاظ تغییر شکل و نشست و تغییرات تنش، در زمان ساخت، اولین آبگیری مخزن و دوران بهره برداری، مورد مطالعه و تجزیه و تحلیل قرار گیرد. همچنین ایمنی سدها از لحاظ شکست هیدرولیکی، در زمان آبگیری اولیه و دوران بهره برداری، بررسی شده است. به عنوان مطالعه موردی سد سبلان در استان اردبیل مورد مطالعه قرار گرفته است.

این تحقیق اثرات محتوای فرکانسی متفاوت زلزله های دور و نزدیک را بر روی رفتار مخازن فولادی نگه دارنده مایعات در شرایط تکیه گاهی ثابت و جداسازی شده در پایه مورد مطالعه قرار می دهد. در این پژوهش، تحلیل در حوزه فرکانس با استفاده از مدل ساده سه جرمی مخازن استوانه ای فولادی حاوی مایعات صورت پدیرفته است. تحریکات لرزه ای با استفاده از تابع چگالی طیف توان که به صورت یک فرآیند تصادفی مانا مدل شده است که به صورت تلویحی، نامانا بودن تحریکات زلزله را در بر می گیرد. به دلیل اینکه زلزله یک فرآیند اتفاقی است، تحلیل ارتعاشات تصادفی انتخاب شده و جذر میانگین مربعات پاسخ ها، ارزیابی مناسبی را از رفتار سیستم ارائه می دهد. دو نوع سیستم جداساز لرزه ای فرض شده و رفتار غیرخطی این سیستم ها با استفاده از یک شیوه خطی سازی آماری و تکراری، مدلسازی شده است. مطالعه صورت گرفته، اثرات هر کدام از پارامترهای مشخصه مخازن نگه دارنده مایعات، جداساز لرزه ای و همچنین خصوصیات تحریک را مد نظر قرار می دهد. مطالعه نشان می دهد که زلزله های حوزه نزدیک گسل نه تنها پاسخ های کلی سیستم را تشدید می نماید، همچنین موجب افزایش پاسخ ها به بیش از سطح مجاز می گردد. جداسازی پایه می تواند به عنوان یک شیوه موثر، جهت کاهش پاسخ به طور مناسب مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت، پارامترهایی مانند نسبت pgv/pga و پریود پالس در زمین لرزه های حوزه نزدیک گسل که نشان دهنده تفاوت خصوصیات دو مجموعه زلزله انتخاب شده هستند، جهت شناسایی تغییرات پاسخ ها مورد بررسی قرار می گیرند.

چکیده ندارد.

خصوصیات دینامیکی سازه ها از قبیل پریودهای طبیعی ارتعاش، شکل مودهای ارتعاش و درصد میرایی در ردیف مهمترین عواملی هستند که نحوه رفتار سازه در برابر زلزله را مشخص می کنند. از طرفی مدلهای ریاضی و تئوری استفاده شده برای این منظور معمولا با فرضیات ساده کننده ای همراه هستند که لازم است با انجام آزمایش روی سازه واقعی دقت آنها را بررسی کرده و برای جوابهای واقعی کالیبره نمود.در این تحقیق خصوصیات دینامیکی سد شهید رجائی ساری به روش آزمایش ارتعاش اجباری و تحلیل مدل المان محدود با هم مقایسه شده اند. آزمایش ارتعاش اجباری روی سد مذکور با دو واحد لرزاننده که در طرفین محور تاج سد قرار گرفتند انجام شد بدین صورت که لرزاننده ها یکبار با فاز موافق و بار دیگر با فاز مخالف بکار گرفته شدند.رکوردهای ثبت شده توسط سنسورهای نصب شده در تاج و گالری سد به کمک نرم افزار ‏‎matlab 5.3‎‏ و با استفاده از طیفهای ‏‎psd,csd‎‏ و ‏‎coherence‎‏ مورد پردازش قرار گرفتند و فرکانسهای طبیعی، شکل مودها و درصد میرایی های متناظر هر مود، برای 9 مود ارتعاشی شناسایی و محاسبه شدند.مدل المان محدود سد که با استفاده از نرم افزار ‏‎ansys‎‏ بصورت سد - مخزن و فونداسیون مدل شده بود با استفاده از پارامترهای بهینه بدست آمده از نتایج آزمایش ارتعاشی محیطی برای مدولهای الاستیسیته سد و سنگ، مورد تحلیل قرار گرفت.انطباق بین نتایج مدل المان محدود سد و آزمایش ارتعاش اجباری برای 8 مورد بدست آمده از آزمایش انجام ولی برای مود نهم بدست آمده از آزمایش این انطباق حاصل نشد.