Seminar on Elasticity and Wave Propagation in Granular Materials

Kianoosh Taghizadeh (University of Twente, NL – University of Stuttgart, DE)

(Hosted by Professor Pak)

Abstract: Complex mixtures with more than one particle species can exhibit enhanced mechanical properties, better than each of the ingredients. The interplay of soft with stiff particles is one reason for this. The focus of this work is the investigation of elastic and dissipative behavior of isotropic, dense, mixed (soft-stiff) assemblies. In particular, the attention is devoted to the effect of microscopic parameters (e.g. stiffness, friction, cohesion) on the macroscopic response (e.g. elastic moduli, attenuation). The research methodology combines experiments, numerical simulations, theory. The study of wave propagation in granular materials allows inferring many fundamental properties of particulate systems such as effective elastic and dissipative mechanisms as well as their dispersive interplay. Measurements of both phase velocities and attenuation provide complementary information about intrinsic material properties. Soft-stiff mixtures, with the same particle size, tested in the geomechanical laboratory, using a triaxial cell equipped with wave transducers, display a discontinuous dependence of wave speed with composition. The diffusive characteristic of energy propagation (scattering) and its frequency dependence (attenuation) are passed into a reduced-order model, a master equation devised and utilized for analytically predicting the transfer of energy across a few different wavenumber ranges, in a one-dimensional chain.

Bio: Kianoosh completed his B.Eng degree in mechanical engineering at Malek-Ashtar University of Technology, Iran. He received his M.Sc degree in Computational Materials Science from Technical University Bergakademie Freiberg, Germany, where he worked with the applied mechanics and solid mechanics group chaired by Prof. Meinhard Kuna.; and his master thesis was awarded the DAAD prize. After completing his master studies, he received a Marie Curie fellowship for his Ph.D in the multi-scale mechanics group, Faculty of Engineering Technology (ET), chaired by Prof. Stefan Luding at the University of Twente, Netherlands. His interests in granular materials evolved from his dissertation research on “Elasticity and Wave Propagation in Particulate Systems”. Currently, he has been engaged in developing models to describe their static and dynamic behaviour of granular systems as a post-doc fellow (funded by DFG-Schwerpunktprogramm- SPP 1897), in the Continuum Mechanics group, faculty of Civil and Environmental Engineering, at the University of Stuttgart, Germany, chaired by Prof. Holger Steeb.

Monday, 9/10/1398, 12:00-13:00 p.m., Room 202, Civil Engineering Department

Seminar on The Urban Rail Capacity and Delay Analysis Using a Train Following Model

Dr. Saeid Saidi, PhD
Assistant Professor
Department of Civil Engineering
University of Calgary

(Hosted by Dr. Amir Samimi)

Dr. Saeid Saidi is an Assistant Professor in the Department of Civil Engineering at the University of Calgary. Prior to join the University of Calgary, he was a Postdoctoral Associate at the Institute for Data, Systems and Society (IDSS) at Massachusetts Institute of Technology and a member of the MIT Transit Lab. He earned his PhD and MSc in civil engineering with transportation engineering and planning specialization from the University of Calgary.  He received his bachelor degree in industrial and system engineering from Sharif University of Technology. His main research activities are on transportation network modeling, public transportation planning and operation, and big data analytics using mobility sensing data. He is a member of Rail Transit Systems Committee (AP065) at the Transportation Research Board of the National Academies.


In this research seminar, a train following model is introduced which can efficiently capture the effects of train interactions in an urban rail line. The train following model is based on the estimation of induced delay for a train closely following a lead train, and is derived from empirical analysis based on historical track circuit data. Based on an analysis of sequential train delays, a train state prediction model is developed which can be used to predict the behavior of the system with respect to changes in initial conditions (e.g. scheduled headway, headway variation or dwell time) and disruptions. The performance analysis using this train following model is richer and more accurate than that from analytical macroscopic models while not being as time- and resource- intensive as a detailed micro-simulation model. The development and potential application of this model is demonstrated for the Massachusetts Bay Transportation Authority (MBTA) Red Line. The model can be used for both real-time control and offline operational strategy analyses.

Sunday, 22 December 2019
12:00 – 13:00

304 Civil Engineering Department
Sharif University of Technology

Seminar on the Application of Passive Energy Dissipation Devices in Seismic Strengthening of Structures

Dipti Ranjan Sahoo

Associate Professor, Department of Civil Engineering ,Indian Institute of Technology Delhi,New Delhi- 110016 (INDIA)

E-mail: ,

(Hosted by professor Khaloo)

Dr Dipti Ranjan Sahoo is an Associate Professor in the Department of Civil Engineering at Indian Institute of Technology (IIT), Delhi. He received his Ph.D. in Civil Engineering from IIT Kanpur in 2008 and worked as a Postdoctoral Fellow at the University of Texas at Arlington, USA during 2008-2010. His research interests are seismic design and behavior of steel structures, Passive vibration control and performance-based seismic design. He is a recipient of the prestigious Indian National Academy of engineering (INAE) Yong Engineer Aware, Institution of Engineers (India) Young Engineer Award. Department of Atomic Energy Young Scientist Award, and Department of Science and Technology Young Scientist Award. He has published more than 200 research articles in the reputed International and National Journal and Conferences. He has already supervised 7 Ph.D. dissertations and more than 100 Masters and Bachelors project and is currently guiding 11 Ph.D. students. He is the Associate Editor of Indian Society of Earthquake Technology (ISET) Journal and for the revision of Indian Standard codes for the revision of Indian Standard codes for design of reinforced concrete and prestressed concrete structures.


Passive energy dissipation technique is widely adopted in the design practices to improve the seismic performance of structures. Metallic dampers are considered as one of the cost-effective passive devices available till date. This seminar was focused on the recent advances on the various types of metallic dampers and their applications in seismic retrofitting of structures. Specifically, Buckling –restrained braces (BRBs), Shear and flexure yielding devices (SAFYDs), and Steel Plate Shear walls (SPSWs) were discussed in detail. The applications of these device in controlling the seismic collapse of deficient non-ductile RC frames will be presented. The seminar also touched upon the real-time hybrid simulation and testing technique to evaluate the seismic performance of structures. Finally, the scope and funding availability for higher studies at Indian Institute of Technology (IIT) Delhi were presented in the seminar.

سمینار های هفته پژوهش 1398

سمینارهای هفته پژوهش دانشکده مهندسی عمران مورخ 98/09/25 – اتاق 202

ردیفنام و نام خانوادگیعنوان ارائه سخنرانیبرنامه زمانبندی
1آقای دکتر میرمصدق جمالینوآوری و خلاقیت در مهندسی*9:00 – 9:20
2آقای دکتر محمد دانش یزدیکاربرد سنجش از دور ماهواره ای برای پایش سیستم های محیط زیستی*9:30 – 9:50
3آقای دکتر سیدمحسن حائریاثرات گسترش جانبی ناشی از روانگرایی در پایداری پی های عمیق*10:00 – 10:20
4آقای دکترحامد حاج کاظم کاشانیمدل شبیه‌سازی برای بررسی اثر سیاست‌های ترویج مقاوم‌سازی ساختمان‎های فرسوده11:00 – 11:20
5آقای دکتر همایون استکانچیپیشرفت های اخیر در تحلیل و طراحی لرزه ای با روش زمان دوام*11:30 – 11:50
6خانم دکتر زهرا امینینقش سیستم های حمل و نقل هوشمند در مدیریت و بهبود ترافیک داخل شهری*12:00-12:20
ناهار و نماز
7آقای دکتر کیارش محتشم دولتشاهیشناسائی آسیب سازه ها*13:00-13:20
8آقای دکتر مجتبی محصولیهوشمندسازی مدیریت بحران13:30 – 13:50
9آقای دکتر وهب توفیقبررسی اندرکنش حرارت و رطوبت بر روی مصالح ساختمانی*14:00 – 14:20
10آقای دکتر حامد صادقیچالش های پژوهشی در مشخصه بندی ویژگی های جریان چند فازه در محیط متخلخل تغییر شکل پذیر*14:30 – 15:00

* این سخنرانی در راستای ترویج دانش مهندسی عمران از طریق تارنمای آپارات در دسترس عموم قرار داده شده است.

تست استاندارد فسفات

آزمایش فسفات

1- مقدمه:

ترکیبات فسفری نقش حیاتی در تمام گونه های حیات شناخته شده در زمین دارد. فسفرهای معدنی نقش کلیدی در ملوکولهای بیولوژیکی مانند DNA و RNA ایفا می کنند. همچنین سلول های زنده از فسفرهای معدنی برای ذخیره و انتقال انرژی سلولی از طریق تری فسفات آدنوزین ATP استفاده میکنند. نمک های فسفات کلیسیوم هم توسط حیوانات برای سفت شدن استخوان استفاده می شود. ضمناً فسفر یک عضو حیاتی برای پروتوپلاسم های سلولی و بافتهای عصبی میباشد. ماده فسفر آلی در طبیعت و در نمونه های آبی و پسآب فقط بصورت فسفات رخ می دهد که تحت شکل های اورتوفسفات، فسفات فشرده، و فسفات اورگانیک محدود قابل یافت است. فسفر ماده ای اساسی  و مغذی برای رشد ارگانیسم ها بوده که تولید اولیه (Primary Productivity) حجم زیادی از آب را محدود می­کند.

1-1 واژه شناسی:

تحلیل فسفر دو مرحله کلیدی را دربرمی گیرد:

  1. تبدیل حالت فسفر موردنظر به اورتوفسفات محلول
  2. تعیین اروتوفسفات محلول به روش رنگ سنجی

فسفاتی که به آزمون های رنگ سنجی، بدون هیدرولیز و هضم اوکسیداتیو اولیه نمونه پاسخ میدهید، تحت عنوان “فسفر واکنشی” شناخته می شود و مقدار آن بر حسب اورتوفسفات خواهد بود.

فلوچارت مراحل تحلیل نسبت فسفات

  • روش های مختلفی برای تعیین میزان فسفر در نمونه های آبی و پسآب وجود دارد که به شرح زیر هستند:
  1. روش هضم: از آنجایی که فسفر ممکن است به حالت ترکیبی از مواد اورگانیک باشد، برای تعیین میزان فسفر کل، روش هضم باید به خوبی قادر به اوکسید کردن مواد اورگانیک باشد تا ماده فسفر بصورت اورتوفسفات آزاد شود. سه روش هضم عمده وجود دارد که به ترتیب : روش پرکلریک اسید، روش نیتریک اسید-سولفوریک اسید، و روش اوکسیداسیون پرسولفات هستند.
  2. روش رنگ سنجی: سه روش برای تعیین غلظت اورتوفسفات پیشنهاد می شود که انتخاب هر یک بستگی به محدوده غلظت اورتوفسفات دارد. این سه روش عبارتند از : روش وانادومولیبدو اسید، روش کلرید قلع، و روش آسکوربیک اسید که برای محدوده غلظت 0.01 تا 6   mg P/lمناسب است.

2- روش انجام آزمایش:

جهت تعیین مقدار فسفات در نمونه فاضلاب، از روش آسکوربیک اسید استفاده می شود. در این روش با استفاده از محلول های آسکوربیک اسید و ماده آرمسترانگ و نمونه های با مقدار غلظت فسفات معین، مقدار مجهول غلظت فسفات برای نمونه فاضلاب موردنظر تعیین می شود. برای این امر، از روش رگرسیون خطی و برازش خط مناسب به داده های استخراج شده استفاده می گردد که در نهایت با استفاده از معادله خط معین برای نمونه های ذکر شده، مقدار مجهول غلظ فسفات نمونه با استفاده از معادله خط تعیین شده، به دست می آید. در جدول شماره 1، وسایل و تجهیزات موردنیاز جهت انجام آزمایش مشخص شده است.

جدول1- تجهیزات مورد نیاز

مراحل گام به گام انجام آزمایش:

  1. تهیه محلول آسکوربیک اسید:

مقدار3  گرم از پودر آسکوربیک اسید را در 100 میلی لیتر آب مقطر حل می کنیم. این محلول فقط به مدت یک هفته پایدار خواهد بود.

  1. تهیه ماده آرمسترانگ: 122 میلی لیتر غلیظ را با 800 میلی لیتر آب مقطر رقیق کرده و در حالی که محلول هنوز داغ است، 10.5 گرم آمونیوم مولیبدات و 0.3 گرم تارتارات پتاسیم آنتیمونی اضافه می کنیم. پس از حل شدن محلول و خنک گردیدن آن، محلول را تا حجم 1 لیتر رقیق می کنیم.
  2. تهیه محلول ذخیره پتاسیم فسفات با غلظت gr/lit1: مقدار 2 گرم   را به مدت 1 ساعت در دمای 103 درجه خشک کرده ، 0.915 گرم از آن برداشته و  سپس آن را تا 500ml در آب مقطر رقیق می کنیم.هر 1 میلی لیتر از این محلول، معادل 1 میلی گرم از یون پتاسیم فسفات خواهد بود.
  3. تهیه محلول استاندارد پتاسیم فسفات با غلظت mg/lit1: پس از تهیه محلول ذخیره، مقدار 1 میلی لیتر از آن را در آب مقطر رقیق می کنیم تا به حجم 1 لیتر برسد.
  4. تهیه محلول های با غلظت فسفات معین 0، 0.25، 0.5، 0.75، و 1(mg/lit): پس از تهیه محلول ذخیره فسفات، باید محلول استاندار فسفات نیز با غلظت بسیار کمتر نسبت به محلول ذخیره، آماده شود. جهت انجام آزمایش محلول استاندارد با غلظت یک­هزارم محلول ذخیره آماده می شود.
  5. فرایند ترکیب محلول ها: پس از آماده سازی محلول استاندارد، باید نمونه های با غلظت مشخص را آمده کنیم. جهت این کار تعداد 6 شیشه ارلن 50 میلی­گرم آماده کرده و مطابق جدول شماره 2، محلول ها را به ترتیب ذکر شده، ترکیب می کنیم. پس از آماده سازی، مدت 20 دقیقه صبر می کنیم تا واکنش های لازم انجام شود. پس از واکنش، نمونه های رنگ متمایل به آبی به خود خواهند گرفت که خود نشان دهنده میزان غلظت فسفات در نمونه است. نمونه های ساخته شده در شکل شماره 1 قابل مشاهده است.

شکل 1 نمونه های ساخته شده برای آزمایش

جدول 2- ساخت نمونه ها

  1. آماده سازی دستگاه اسپکتروفوتومتر

پس از آماده سازی نمونه ها، دستگاه اسپکتروفوتومتر را روشن کرده و طول موج مناسب ر ا برای انجام آزمایش تنظیم می کنیم. طول موج مورد استفاده در این آزمایش 880nm خواهد بود. برای این کار پس از روشن شدن دستگاه، وارد بخش single wavelength شده و از قسمت options، مقدار طول موج را روی 880 نانومتر تنظیم می کنیم( مطابق شکل شماره 2)

شکل 2 تنظیم طول موج در دستگاه اسپکتروفوتومتر

  1. اندازه گیری غلظت نمونه ها در دستگاه اسپکتروفوتومتر

پس از تنظیم طول موج، نمونه با غلظت صفر(آب مقطر) را به اندازه 10 سی سی در داخل سل مخصوص ریخته و داخل اسپکتروفوتومتر قرار می دهیم. این نمونه، نمونه معرف و مرجع آزمایش خواهد بود. سپس گزینه Zeroرا انتخاب می کنیم تا میزان جذب معادل صفر را نمایش دهد(مطابق شکل شماره 3)

شکل 3- صفر کردن دستگاه با نمونه مرجع

سپس هر یک از نمونه های ساخته شده با غلظت مشخص را داخل دستگاه گذاشته و مقدار جذب آنها را برداشت می کنیم. در انتها نیز محلول با غلظت مجهول را داخل اسپکتروفوتومتر قرار داده و مقدار جذب آن را نیز یادداشت می کنیم(مطابق شکل شماره 4 و 5).

شکل 4- جذب نور نمونه های با غلظت فسفات معلوم

شکل 5- جذب نور نمونه مجهول

داده های برداشت شده را در جدول شماره 3 به ترتیب زیر مرتب می کنیم.

جدول3- میزان جذب نور و غلظت فسفات نمونه ها

نمودار مناسب برای این داده ها را بگونه ای رسم می کنیم که محور عمودی برابر با مقدار غلظت فسفات و محور افقی نشان دهنده میزان جذب نمونه باشد. سپس خط متناسب نقاط متناظر داده ها را برازش کرده و رابطه این خط را به دست می آوریم(مطابق نمودار 1).

نمودار غلظت فسفات- جذب نور

رابطه حاصل از نمودار فوق به شرح زیر است:

رابطه 1

با درنظرگیری مقدار جذب نمونه مجهول و رابطه فوق، مقدار غلظت فسفات در نمونه مجهول به قرار زیر است:

رابطه 2