1-4- جواب کلی معادلات حرکت…………………………………..26
فصل دوم: حالات خاص و توابع گرین در حالت کلی……………..33
2-1- مقدمه………………………………………………………… 34
2-2- نیروی متمرکز در جهت  دلخواه…………………………….. 34
2-3- نتایج برای محیط ایزوتروپ……………………………………35
2-4- نتایج برای حالت استاتیکی……………………………….. 37
2-5-تبدیل دستگاه مختصات قطبی به دستگاه ‌مختصات دکارتی و انتقال محورها…41
فصل سوم: تابع امپدانس شالوده صلب مستطیلی با استفاده از توابع گرین…….46
3-1- مقدمه………………………………………………………… 47
3-2- تحلیل شالوده صلب مستطیلی تحت تغییرمکان همزمان افقی و گهواره ای….47
3-3-1- توابع شکل مورد استفاده……………………………….. 48
3-3-1-1- توابع شکل المان‌های لبه‌ای 8 گره‌ای ()……………. 49
3-3-1-2- توابع شکل المان‌های میانی 8 گره‌ای ()…………… 52
3-3-1-3- توابع شکل المان‌های گوشه 8 گره‌ای () …………….52
3-4- فلوچارت برنامه‌نویسی برای تحلیل مسأله ……………….56
فصل چهارم: نتایج عددی………………………………………… 58
4-1- مقدمه……………………………………………………….. 59
فصل پنجم: نتیجه ­گیری و پیشنهادات…………………………. 84
5-1- مقدمه……………………………………………………….. 85
5-2- پیشنهادات…………………………………………………. 85
فهرست مراجع……………………………………………………. 86
چکیده:
در این پایان‌نامه توابع امپدانس[1] افقی، گهواره‌ای (خمشی) و توام افقی- گهواره‌ای شالوده‌های مربع مستطیلی مستقر بر سطح محیط خاکی با رفتار ایزوتروپ جانبی و ارتجاعی به‌روش تحلیلی در فضای فركانسی به‌دست می‌آیند به‌طوری که می‌توانند به صورت پارامترهای متمرکز جایگزین خاك زیر شالوده شوند. بدین منظور ابتدا معادلات حاكم بر سیستم مشترک شالوده و خاک زیر آن در دستگاه مختصات استوانه‌ای بیان شده و بر حسب مؤلفه‌های بردار تغییرمكان به‌صورت یك سری معادله دیفرانسیـل درگیر با مشتقات جزئی نوشته می‌شوند. برای مجزاسازی این معادلات از توابع پتانسیلی[2] كه توسط اسكندری قادی در سال 2005 ارائه شده، استفاده می‌شود. معادلات به‌دست آمده با استفاده از سری فوریه نسبت به ‌مختصه زاویه‌ای و تبدیل هنکل نسبت به ‌مختصه شعاعی در دستگاه مختصات استوانه‌ای برای بار متمرکز حل شده و توابع گرین تغییرمکان و تنش به‌دست می‌آیند. با تبدیل مختصات از دستگاه قطبی به ‌دستگاه دکارتی، نتایج در دستگاه مختصات دکارتی نوشته شده و با استفاده از انتقال دستگاه مختصات، توابع گرین برای محل اثر دلخواه نیروی متمرکز خارجی تعیین می‌شوند. سپس با بکارگیری اصل جمع آثار قوا (بر هم نهی)، تغییرمکان‌ها و تنش‌ها در محیط ناشی از بارگذاری سطحی با شکل دلخواه به‌صورت انتگرالی به‌دست می‌آیند. در حالت کلی این انتگرال‌ها به‌صورت تحلیلی قابل استحصال نبوده و باید به‌صورت عددی برآورد شوند. برای مدل‌سازی شالوده صلب، لازم است تغییرمکان نقاط مختلف شالوده چنان نوشته شوند که تغییر فاصله نقاط مختلف شالوده را غیر ممکن سازد. به‌منظور اعمال این شرط به ‌شکل عددی، تنش تماسی شالوده و خاک زیر آن به ‌فرمت اجزاء محدود با المان‌های جدید تحت نام المان گرادیانی پویا[3] نوشته شده و با ارضاء شرایط مرزی تغییرمکانی مسئله، توابع تنش، تغییرمکان و سختی افقی و خمشی (گهواره ای) شالوده صلب مستطیلی تعیین می‌شوند. بدین ترتیب تنش تماسی زیر شالوده صلب تعیین شده و از آن اندازه نیروی تماسی و یا گشتاور خمشی برای تغییرمكان افقی و گهواره ای هر یک با دامنه ثابت به‌دست می­آیند. ماتریس تبدیل بردار تغییر مکان- تغییر زاویه به بردار نیروی افقی- گشتاور خمشی را ماتریس توابع امپدانس می­نامیم. این ماتریس با داشتن دو بردار فوق تعیین می­شود. نشان داده می‌شود كه نتایج به‌دست آمده حاصل از این روش برای محیط ایزوتروپ بر نتایج قبلی ارائه شده توسط لوکو[4] ومیتا[5] وگوییزنا[6] منطبق است. همچنین نتایج برای حالت استاتیكی با حدگیری از نتایج اصلی برای زمانی که فرکانس تحریک به سمت صفر میل می­کند، به‌دست می‌آیند. در صورتی‌كه فركانس تحریك به ‌سمت صفر میل كند و رفتار محیط به‌طور حدی به‌سمت ایزوتروپ میل كند، نتایج ناشی از تغییر مکان استاتیکی برای محیط ایزوتروپ به‌صورت بسته به‌دست می‌آیند.
فصل اول: معادلات كلی حاکم بر انتشار امواج در محیط‌های ایزوتروپ جانبی و شرایط مرزی مسأله
1-1- مقدمه
به علت اثر گذاری سازه بر خاک و خاک بر سازه تحلیل دینامیکی سازه‌های سنگین مستقر بر سطح زمین (شکل 1-1) نیاز به در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه دارد، چه در غیر این صورت نتایج تحلیل سازه با دقت کم همراه خواهد بود. در این موارد همواره برای داشتن طرح مطمئن نیاز به ‌ساده‌سازی‌های محافظه کارانه و در نتیجه غیراقتصادی می‌باشد. یکی از راه‌های در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه، تحلیل مجموعه سازه و خاک با استفاده از روش اجزا محدود و در نتیجه با المان‌بندی زمین زیر ساختمان (شکل 1-2) می‌باشد. تحلیل سازه به‌همراه زمین مطابق این روش اولاً بسیار پرهزینه بوده و ثانیاً به‌علت عدم توانایی المان‌بندی زمین تا بی‌نهایت از دقت مناسب برخوردار نیست. به‌علاوه از آنجایی که سختی المان‌های خاک با ابعاد مختلف متفاوت می‌باشد، آنالیز انتشار امواج به ‌این روش، امواج انعکاسی و انکساری غیر واقعی در اختیار قرار می‌دهد که به‌نوبه ‌خود دقت محاسبات را کاهش می‌دهد. به‌همین علت با ارزش خواهد بود که توابع امپدانس شالوده‌ها به‌روش تحلیلی به‌دست آیند و جایگزین خاک زیر شالوده گردند (شکل 1-3). تعیین این توابع امپدانس نیاز به ‌تحلیل محیط نیم بی‌نهایت تحت بارگذاری دلخواه در محل استقرار شالوده دارد. از طرفی رفتار خاک زیر شالوده به‌علت پیش‌تحکیمی در طول زمان ایزوتروپ نبوده، بلکه بیشتر شبیه رفتار ایزوتروپ جانبی می‌باشد. در نتیجه به‌منظور واقعی‌تر کردن تحلیل فوق‌الذکر، در این پایان‌نامه محیط ایزوتروپ جانبی به‌عنوان محیط مبنا در نظر گرفته شده و تحت اثر ارتعاش توام افقی و گهواره ای یك شالوده سطحی صلب مربع مستطیل در فضای

فرکانسی مورد تحلیل قرار می‌گیرد.
انتشار امواج[1] در یک محیط ناشی از بارگذاری خارجی از جمله مباحثی بوده است که در قرن گذشته بسیاری از محققان و مهندسان در زمینه ریاضیات کاربردی و مکانیک مهندسی را به ‌‌خود جلب کرده است. انتشار امواج در یک محیط ارتجاعی به ‌معنی انتقال تغییر شکل از یک نقطه به ‌نقطه دیگر می‌باشد. بر اساس اصول مکانیک محیط‌های پیوسته، تغییرشکل‌ها مولد تنش‌ها می‌باشند. بنابراین به‌همراه انتقال تغییر شکل‌ها، تنش‌ها نیز از یک نقطه به ‌نقطه دیگر منتقل می‌شوند. به‌همین علت گاهی انتشار امواج در محیط ارتجاعی به‌نام انتشار امواج تنشی[2] نیز نامیده می‌شود. مقاله پایه‌ای در زمینه انتشار امواج مربوط به ‌لمب (Lamb) در سال 1904 می‌باشد [1]. او در این مقاله، انتشار امواج ناشی از یک بار هارمونیک وارد بر یک محیط ایزوتروپ و ارتجاعی نیمه بینهایت را در دو حالت دو بعدی و سه بعدی بررسی کرده و میدان تغییرمکان آنها را به‌دست آورده است. در این مقاله نیروی متمرکز بر حسب زمان  به‌صورت تک هارمونیکی در نظر گرفته شده است به‌طوری که  فرکانس تغییرات نیرو بر حسب زمان می‌باشد. به‌علت تغییرات هارمونیکی محرک (نیروی)، پاسخ سیستم شامل میدان‌های تغییرمکان، کرنش و تنش نیز به‌صورت هارمونیکی بر حسب زمان تغییر می‌کنند¹، به‌همین علت جمله  از معادلات حرکت در غیاب نیروهای حجمی حذف شده و معادلات حرکت به‌صورت مستقل از زمان و وابسته به‌  نوشته می‌شوند. در این حالت مسأله انتشار امواج در فضای فرکانسی حل می‌شود. به‌علت حذف متغیر زمان، معادلات حرکت به ‌دستگاه معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی نسبت به ‌مکان تبدیل شده و در صورتی‌كه محیط ایزوتروپ باشد تجزیه هلمهولتز همواره این دستگاه معادلات را به‌ معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی و مستقل از یکدیگر تبدیل می‌کند. معادلات حاکم بر توابع هلمهولتز، معادلات موج بوده که وابسته به دستگاه مختصات می­تواند با استفاده از روش فوریه (جداسازی متغیرها) و تبدیل هنکل3 و یا روش های دیگر حل شوند. لمب با استفاده از تبدیل انتگرالی هنکل معادلات حرکت را در حالت سه بعدی حل کرده است [1].
یکی از دلایل استفاده از تبدیلات در حل معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی کاهش متغیرهای مستقل معادله وتبدیل آن به ‌معادله دیفرانسیل معمولی می‌باشد [17]. در حل مسائل مربوط به ‌محیط‌های نا‌متناهی، معمولاً شرایط مرزی به‌صورت توابع قطعه‌ای پیوسته[1] وجود دارند و تبدیلات انتگرالی[2] این شرایط را به‌صورت توابع پیوسته در فضای تبدیل یافته[3] در می‌آورند. این موضوع یکی دیگر از دلایل استفاده از تبدیلات انتگرالی می‌باشد، چه در غیر این صورت شرایط مرزی به‌صورت مختلط و پیچیده در می‌آیند .
بعد از لمب محققان زیادی در زمینه انتشار امواج در محیط‌های ایزوتروپ تحقیق کرده‌اند و تحقیقات گسترده‌ای را ارائه کرده‌اند که از آن جمله می‌توان اشخاص زیر را برشمرد:

انتشار امواج در محیط‌های ناهمسان[4] در گذشته كمتر مورد توجه قرار گرفته است. در حال حاضر با توجه به ‌استفاده روز افزون از مواد ناهمسان نیاز به ‌تحقیقات در زمینه انتشار امواج در این محیط‌ها بیشتر احساس می‌شود. برای مثال مواد کامپوزیت که در سال‌های اخیر در زمینه علوم مهندسی کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند دارای خاصیت نا‌همسانی می‌باشند. از سوی دیگر در زمین‌هایی که خاک تحت اثر نیروی ثقل رسوب کرده است و نهشته‌های طبیعی سربار شده روی هم تشکیل داده است، خاصیت ناهمـسانی وجود دارد.
اما با توجه به ‌ملاحظات کاربردی در زمینه مهندسی محیط‌های ناهمسان معمولاً به‌صورت ایزوتروپ جانبی[5] و یا ارتوتروپیك[6] مدل‌سازی می‌شوند. یکی از بررسی‌های اولیه در زمینه انتشار امواج در محیط‌های ایزوتروپ جانبی توسط Stoneley در سال 1949 انجام گرفته است [2]. او نشان داد که وجود مواد با خاصیت ایزوتروپ جانبی می‌تواند منجر به ‌تفاوت‌های قابل توجـهی در زمینه انــتشار امواج نسبت به ‌مواد ایزوتروپ گـردد.
Synge در سال 1957، انتشار امواج ریلی[7] در محیط‌های ایزوتروپ جانبی را بررسی کرده است و نتیجه گرفته که این امواج فقط در صورتی در این محیط‌ها منتشر می‌شوند که محور ایزوتروپی محیط یا عمود بر سطح آزاد و یا موازی این سطح باشد [3]. همچنین او بیان داشته است که امواج ریلی معمولی (در محیط‌های ایزوتروپ) موازی سطح آزاد محیط منتـشر می‌شوند در حالی‌که امواج ریلی کلی (در محیـط‌های نا‌ایزوتروپ) می‌توانند با شیب نسبت به ‌سطح آزاد منتشر شوند [3].
Rajapakse و Wang در سال1991 تغییرمکان‌ها و تنش‌های ناشی از ارتعاش هارمونیک یک جسم صلب در یک محیط ارتوتروپ دو بعدی را به‌دست آورده‌اند [4]. همچنین آنها تغییرمکان‌ها و تنش‌های ناشی از ارتعاش هارمونیک نیروی موثر بر پیرامون یک دایره مدفون در یک محیط ایزوتروپ جانبی را در حالت سه بعدی تعیین کرده‌اند [5]. در این مقاله، آنها دستگاه معادلات حرکت را با استفاده از سه تابع پتانسیل به ‌دو معادله درگیر[8] و یک معادله مستقل تبدیل کرده و بدون اثبات كامل بودن توابع پتانسیل اختیار شده معادلات به‌دست آمده را با استفاده از تبدیلات انتگرالی حل کرده‌اند.
رحیمیان و همكاران [16] مسأله لمب را برای محیط ایزوتروپ جانبی پیگیری كرده و معادلات حركت را با استفاده از توابع پتانسیل اسكندری قادی [7] به‌صورت مستقل در‌آوردند. معادلات به‌دست آمده از توابع پتانسیل را به ‌كمك سری فوریه در امتداد زاویه‌ای و تبدیل هنكل در امتداد شعاعی در یك دستگاه مختصات استوانه‌ای حل كردند. اسكندری قادی و همكاران [8] نیز یك نیم‌فضای ایزوتروپ جانبی متشكل از یك لایه فوقانی و یك محیط نیمه بی‌نهایت تحتانی با رفتار ایزوتروپ جانبی تحت اثر نیروهای سطحی هارمونیكی را تجزیه وتحلیل كرده و با استفاده از توابع پتانسیل ارائه شده توسط اسكندری قادی حل كرده­اند.

1-2-آشنایی با رفتار دینامیکی سیستم سد- مخزن…………….. 4
1-3-هدف تحقیق…………………………………………………….. 6
1-4 -ساختار پایان نامه……………………………………………… 6
فصل دوم : معادلات حاکم و بررسی روش های حل معادلات……..7
2-1- مقدمه…………………………………………………………… 8
2-2- معادله حاکم بر انتشار امواج در محیط مخزن………………. 8
2-3-شرایط اولیه و مرزی محیط سیال…………………………… 12
2-3-1-شرط مرزی در سطح آزاد مخزن…………………………. 13
2-3-2-شرط مرزی در کف مخزن…………………………………. 13
2-3-3-شرط مرزی بین سد و مخزن………………………………. 14
2-3-4-شرط مرزی در بالا دست مخزن……………………………15
2-3-5-شرایط اولیه………………………………………………… 16
2-4-بررسی روش های حل معادلات دیفرانسیل………………. 16
2-4-1-روش های حل بسته……………………………………… 17
2-4-1-1-روش جواب عمومی……………………………………. 17
2-4-1-2-روش جداسازی متغیر ها……………………………… 17
2-4-1-3-روش استفاده از تبدیلات……………………………… 18
2-4-1-3-1-تبدیلات فوریه……………………………………….. 19
2-4-1-3-1-1-تبدیل فوریه سینوسی…………………………… 19
2-4-1-3-1-2-تبدیل فوریه کسینوسی…………………………. 19
2-4-1-3-1-3-تبدیل فوریه……………………………………….. 20
2-4-1-3-2-تبدیل لاپلاس……………………………………….. 21
2-4-2-روش های تقریبی………………………………………… 21
2-4-2-1-روش هموتوپی پرتورپیشن…………………………… 22
2-4-2-2-روش تغییرات تکراری………………………………….. 24
2-4-2-2-1-روش محاسبه ضریب لاگرانژ………………………… 24
2-4-3-روشهای عددی……………………………………………. 25
2-4-3-1-روش لاگرانژی………………………………………….. 26
2-4-3-2-روش اویلری……………………………………………. 26
فصل سوم : نگرشی بر مطالعات انجام شده………………… 27
3-1-مقدمه………………………………………………………… 28
3-2-نتایج کار وسترگارد………………………………………….. 28
3-3-بررسی صحت حل وسترگارد………………………………. 31
3-4-نتایج کار چوپرا ……………………………………………….32
3-4-1-پاسخ به حرکت افقی زمین…………………………….. 32
3-4-1-1-مقایسه جواب چوپرا با وسترگارد…………………….. 34
3-4-1-2-پاسخ ضربه واحد……………………………………….. 37
3-4-2-پاسخ به حرکت قائم زمین……………………………….. 38
3-5-اثر اندرکنش سد- مخزن……………………………………. 40
3-5-1- مولفه افقی حرکت زمین……………………………….. 40
3-5-2- مولفه قائم حرکت زمین………………………………….. 41
3-5-3-مقایسه پاسخ به موئلفه افقی و قائم زلزله……………. 42
3-6-بررسی پاسخ ها در حوزه زمانی…………………………… 44
3-7-بررسی پاسخ ها به روش عددی………………………….. 46
3-8-بررسی شرط مرزی انتشار………………………………… 46
فصل چهارم : حل معادلات حاکم……………………………….. 48
4-1- مقدمه……………………………………………………….. 49
4-2-حل معادله حاکم با سیال لزج تحت شتاب افقی………… 50
4-3-حل معادله حاکم با سیال لزج تحت شتاب قائم و اثر موج سطحی و اثر جذب کف…60
4-4-حل معادله حاکم با سیال لزج تحت شتاب افقی و قائم و اثر موج سطحی و اثر جذب کف….79
4-5-حل معادله حاکم با سیال غیر لزج تحت شتاب افقی در حوزه زمانی…81
4-5-1-روش جدا سازی متغیر ها با 3 متغیر………………….. 81
4-5-2-تبدیل لاپلاس……………………………………………. 84
4-5-3-تبدیل فوریه کسینوسی………………………………… 87
4-6-حل معادله حاکم با سیال غیر لزج تحت شتاب قائم واثر موج سطحی در حوزه زمانی….89

4-7-بررسی سیال تراکم ناپذیر ………………………………….91
4-7-1-اثر شتاب قائم بر روی سیال تراکم ناپذیر………………. 91
4-7-2-اثر شتاب افقی بر روی سیال تراکم ناپذیر……………. 97
4-8-بررسی اثر جذب کف در حالت شتاب افقی……………. 103
4-8-1-حل و بحث رابطه بازگشتی…………………………… 105
4-8-1-1- ارائه پاسخی برای  بر اساس روش پیشنهادی پاولچر…..110
4-9- اثر موج سطحی در حالت شتاب افقی……………….. 116
4-10-بررسی شرط انتشار…………………………………… 118
4-10-1-شرط انتشار با در نظر گرفتن طول محدود…………. 118
4-10-2-شرط انتشار سامرفیلد……………………………….. 124
4-10-3-شرط انتشار شاران ………………………………….125
4-10-4-شرط انتشار دقیق……………………………………. 127
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات………………………. 132
5-1- نتیجه گیری……………………………………………….. 133
5-2- پیشنهادات………………………………………………… 135
مراجع……………………………………………………………. 136
چکیده:
با توجه به افزایش روزافزون جمعیت و نیاز فزاینده به ذخیره سازی آب از یکطرف و پیشرفت علم و تکنولوژی از طرف دیگر، ساخت سد ها را برای توسعه منابع آب،  به منظور ذخیره سازی آن توجیه پذیر می نماید. سدهای بتنی بلند که به فرم مدرن خود از اوائل قرن بیستم مورد توجه قرار گرفتند تحت تاثیر فشار هیدرودینامیکی قابل توجه آب مخزن تحت اثر زلزله قرار می گیرند.  تعیین مقادیر فشارهای هیدرودینامیکی در تحلیل لرزه ای که بطور کلاسیک از سال 1933 با فرضیات ساده شونده ای شروع گردیده بدلیل پیچیدگی آن همچنان مورد توجه محققین می باشد.
در این تحقیق معادله حاکم بر محیط مخزن با در نظر گرفتن اثر لزجت سیال با فرض سد صلب و شرایط متفاوت مرزی در محیط مخزن مورد توجه قرار گرفته و حل دقیق آن در فضای فرکانسی و نیز فضای زمانی تحت تحریک هارمونیک افقی و قائم برای لزجت های مختلف سیال مخزن ارائه گردیده است.  
نتایج نشان می دهند که لزجت سیال بر فرکانس تشدید مخزن تاثیر گذاشته و باعث ایجاد تغییراتی در آن نسبت به حالتی که لزجت در نظر گرفته نمی شود می گردد. این تغییرات در فرکانس های تحریک نزدیک به فرکانس تشدید مخزن برروی فشار هیدرودینامیک نسبت به حالتی که لزجت صفر فرض می گردد نسبتا قابل توجه می باشد.
فصل اول: کلیات
1-1- مقدمه
با توجه به توسعه روز‌افزون صنعت و رشد جمعیت و نیاز كارگاه‌ها و صنایع كوچك و بزرگ و كشاورزی به مصرف آب در كشورمان نیاز به حفظ و نگهداری منابع آبی و تنظیم جریانهای آبی در كشور بیش از پیش احساس می‌شود. یكی از مهمترین روشهای تنظیم جریانهای رودخانه ساخت سد می‌باشد. در مسیر ساخت و بهره‌برداری از یك سد ابتدایی‌ترین گام بررسی مدل ریاضی سد و نیروهای وارد بر سازه سد می‌باشد. در این مسیر دو شیوه متفاوت جهت تحلیل وجود دارد.
1- تخلیل استاتیکی
در این روش، مسئله با توجه به دانش مقاومت مصالح و قوانین پایداری استاتیكی بررسی می‌شود. در این روش تمام نیروها به صورت استاتیكی بررسی می‌شوند و سیال هم مانند خواصی كه یك جسم صلب دارد تراكم‌ناپذیر در نظر گرفته می‌شود، كه همراه با سد جا به جا می‌شود و پاسخ‌های سازه مستقل از زمان بدست می‌آیند.
در این روش با اعمال ضریبی به نام ضریب بار یا فاكتور ضربه، بارهای دینامیكی را به بارهای استاتیكی معادل تبدیل و رفتار سازه در حالت استاتیكی تعیین می‌شود. در محاسبه نیروی زلزله به این روش در سدهای بتنی، اثر نیروی زلزله به صورت یك نیروی افقی و قائم بر حسب ضریبی از جرم سازه به طور یكنواخت در ارتفاع سد در نظر گرفته می‌شود. این ضریب توسط محاسبات ریاضی و با استفاده از تجربیات و قضاوت مهندسی تعیین می‌گردد.
همچنین نیروی هیدرودینامیکی سیال به صورت جرم افزوده معادل جایگزین می گردد. این نیرو به نیروی هیدرواستاتیك اعمالی از طرف مخزن باید اضافه شود. وزن سیال معادل، مقداری از سیال پشت سد می باشد که فرض می شود همراه با سد جابجا می شود که به شکل جرم اضافی در نظر گرفته می شود.
2- تحلیل دینامیکی
در این روش با حل معادلة حاكم بر رفتار سیستم سد- مخزن و در یك بازه زمانی، پاسخ ها ( تغییر مكان، فشار، تنش و… ) بدست می‌آید. این پاسخ‌ها وابسته به زمان می باشد. تحلیل دینامیكی سیستم سد و مخزن را به دو شیوه می‌توان بررسی نمود:
1- بدون در نظر گرفتن اندركنش1 سد و مخزن.
2- با در نظر گرفتن اندركنش سد و مخزن.
تحلیل سازه‌ها در مقابل نیروهای دینامیكی ناشی از زلزله، انفجار، باد، برخورد امواج، بارهای متحرك و … به علت طبیعت متغیر این نیروها، نسبت به تحلیل استاتیكی كاری مشكل، پرهزینه و وقت‌گیر می‌باشد. لیكن از آنجائیكه نیروهای ناشی از زمین لرزه از موارد بسیار مهم و تعیین‌كننده در طراحی سازه ‌های بزرگ بخصوص سدها می‌باشد، لزوم آنالیز دینامیكی اجتناب ‌ناپذیر است. میزان دقت در ارزیابی این نیروها، به مدل سازه، مقدار بار دینامیكی و مدل ریاضی انتخابی بستگی دارد.
به طوركلی فرضیات مورد استفاده در اغلب تحلیل سیستم‌های سد- مخزن توسط محققین به شرح زیر می باشد:
1- رفتار مصالح اعم از آب، بتن ارتجاعی2 و خطی3 فرض می‌گردد.
2- محیط مورد مطالعه (آب یا جسم سد) همگن4 و هموژن5 فرض می‌گردد.
3- آب مخزن، غیرچسبنده1 فرض می‌شود.
4- حركت آب مخزن غیرپیچشی2 و با دامنه كم می‌باشند.
5- امواج غیرسطحی در نظر گرفته نمی‌شود.
6- پی سد صلب در نظر گرفته می‌شود.
7- مولفه افقی حركت زمین عمود بر محور سد می باشد.
8- سد بسیار  عریض بوده به صورتی كه سیستم سد و مخزن دو بعدی بررسی می‌گردد.
9-مخزن سد در امتداد بالادست تا بی نهایت ادامه می یابد.
بتدریج با گسترش روش های تحلیلی وعددی بعضی از فرضیات مذکور حذف و مسئله به واقعیت نزدیکتر گردید.
2-1- آشنایی با رفتار دینامیكی سیستم سد- مخزن
سیستمی متشكل از یك سد بتنی وزنی طویل كه بر روی پی صلب قرار دارد و مخزنی با كف افقی كه تا بی‌نهایت ادامه داشته باشد مطابق شکل (1-1) در نظر گرفته می شود.

1-6- فرضیات تحقیق و محدودیت­ها …………………………………13
1-7- روش­شناسی تحقیق……………………………………….. 14
1-8- ساختار فصول پایان­نامه……………………………………… 15
فصل دوم : تعاریف و مروری بر منابع …………………………….. 17
2-1- مقدمه………………………………………………………….. 18
2-2- تعاریف…………………………………………………………. 18
2-2-1- محیط ساحلی…………………………………………….. 18
2-2-2- امواج ثقلی سطح…………………………………………. 18
2-2-3- انرژی موج…………………………………………………… 18
2-2-4- توان موج……………………………………………………. 19
2-2-5- انعکاس موج………………………………………………. 19
2-2-6- اثرات باد……………………………………………………. 19
2-2-7- تنش تشعشعی………………………………………….. 20
2-2-8- امواج ایستا…………………………………………………. 20
2-2-9- شکست موج………………………………………………. 20
2-2-10- انکسار موج……………………………………………….. 22
2-2-11- تفرق موج………………………………………………….. 22
2-2-12- سرعت گروه موج…………………………………………. 22
2-2-13- تسونامی………………………………………………….. 23
2-2-14- جریان‌های ساحلی………………………………………… 23
2-2-15- فرآیندهای ناحیه ساحلی…………………………………. 23
2-2-16- نیمر‌خ ساحلی و تغییرات آن………………………………. 24
2-2-17- نیمرخ تابستانی ونیمرخ زمستانی………………………. 24
2-2-18- سازه‌های عمود بر ساحل……………………………….. 24
2-2-19- سازه­های موازی ساحل…………………………………. 26
2-2-20- احیاء ساحل و تخلیه رسوب……………………………… 26
2-2-21- مبانی نظری……………………………………………….. 27
2-3- مروری بر ادبیات موضوع……………………………………….. 27
فصل سوم: روش تحقیق…………………………………………….. 34
3-1- مقدمه…………………………………………………………… 35
3-2- معرفی نرم­افزار………………………………………………….. 35
3-2-1- مدول­های نرم­افزار مایک 21………………………………….. 36
-2-2-3 قابلیت­های نرم­افزار مایک 21…………………………………. 37
3-3- مراحل اجرای مدل و معادلات بکار رفته در مدول­ها ……………39
1-3-3- مدل­سازی انتشار امواج- مدول SW……………………….
3-3-1-1- معادلات پایه در مدل sw………………………………
3-3-1-2- معادلات پایستگی كنش موج……………………………43
3-3-1-3- توابع مربوطه به چشمه……………………………………….44
3-3-1-4- ورودی باد………………………………………………………44
3-3-1-5- تشكیل سپیدک رأس موج…………………………………….45
3-3-1-6- اصطكاك بستر………………………………………………….46
3-3-1-7- شكست موج…………………………………………………….49
3-3-1-8- شرایط مرزی…………………………………………………50
3-3-2- مدول هیدرودینامیک (HD  )………………………………….. 50
3-3-3- مدول انتقال رسوب ( ST )……………………………………… 53
3-4- منطقه مورد پژوهش………………………………………………. 58
1-4-3- جغرافیای خزر…………………………………………………… 58
3-4-2- موقعیت بندر امیرآباد…………………………………………… 59
3-5- مشخصات باد و موج منطقه…………………………………….. 63
3-6- مشخصات توپوگرافی و عمق­نگاری منطقه………………………. 66
فصل چهارم: نحوه برپایی و اجرای مدل­ها………………………………… 71
4-1- مدل­سازی انتقال موج از آب عمیق تا  محدوده­ی مطالعاتی بندر….72
4-2- تعیین گام زمانی حل معادلات…………………………………….. 75
-3-4 ضرایب ثابت مدل­سازی………………………………………………. 75
4-4- اجرای مدل و خروجی­های نرم­افزار…………………………………… 76

4-5-  بحث ونتیجه ­گیری ازخروجی مدل­ها………………………………. 77
4-5-1- خروجی مدل موج و جریان……………………………………….. 77
2-5-4- نتایج خروجی مدل رسوب……………………………………….. 88
4-5-2-1- پتانسیل انتقال رسوب از غرب به شرق……………………..88
4-5-2-2- پتانسیل انتقال رسوب از شرق به غرب……………………….90
4-5-2-3- پتانسیل انتقال رسوب در دهانه بندر…………………………..92
4-6- بررسی شواهد میدانی و تحقیقات گذشته……………………… 94
-1-6-4 ارزیابی نحوه جابجایی خطوط ساحلی از سال 1345 تا سال 1383…..94
4-6-2- ارزیابی نحوه جابجایی خطوط ساحلی از سال 1383  تا سال 1391…..98
فصل پنجم: نتیجه گیری وپیشنهادها ………………………………….. 101
5-1- بحث و نتیجه­گیری………………………………………………….. 102
5-2- پیشنهادات و راهکارها…………………………………………….. 104
5-2-1- پیشنهادات………………………………………………………. 104
2-2-5- راهکارها …………………………………………………………..105
منابع …………………………………………………………………….. 107
چکیده:
سواحل دریاها بدون دخالت­های انسانی، پایداری طبیعی خود را حفظ نموده و علیرغم تغییرات کوتاه مدت، نهایتاً با یک محیط زیست سالم ساحلی مواجه هستیم. منطقه امیرآباد مازندران طی سال­های اخیر با تحولات توسعه­ای از جمله احداث بندر امیرآباد همراه بوده و لذا تغییرات خط ساحل این منطقه در سال­های اخیر، هم ناشی از نوسانات دریا و هم حاصل احداث سازه در منطقه می­باشد. سواحل منطقه امیرآباد به دلیل احداث تأسیسات بندری از وضعیت تعادل و پایداری خارج شده و در سواحل بالادست­(ضلع غربی)و پایین­دست­(ضلع شرقی) به ترتیب رسوبگذاری و فرسایش دیده می­شود. منطقه ویژه اقتصادی امیرآباد در سه فاز طراحی شده، که در مجموع با داشتن 34 پست اسکله در آینده نزدیک به بزرگترین و مهمترین بندر حاشیه دریای مازندران تبدیل می­گردد. با توجه به اینکه بندر امیرآباد در حال توسعه بوده، شناختی کاربردی و مناسب از مشخصات این منطقه امری ضروری است. به دلیل هزینه بالای برداشت­های دریایی به صورت گسترده، امروزه با بالارفتن سرعت پردازش رایانه­ها و نیز رشد روش­های عددی برای حل معادلات حاکم بر فیزیک مسأله، معمولاً جهت پیش­بینی خصوصیات پدیده­های هیدرودینامیکی از شبیه­سازی عددی استفاده می­گردد. در این تحقیق، با توجه به اطلاعات باد و موج دوره زمانی 11 ساله مربوط به سال­های 1992 تا 2003، به بررسی امواج و جریان­های ناشی از آنها در محدوده بندر امیرآباد با استفاده از مدول­های SW  و  HD  نرم­افزار MIKE 21  پرداخته شده و بر اساس جریان­های کرانه­ای، نرخ انتقال رسوب کرانه ناشی از موج در این منطقه تعیین گردیده است. بر اساس نتایج مدل جریان، الگوی غالب جریان از سمت غرب به شرق و بر عكس می­باشد. به تبعیت الگوی جریان، انتقال رسوب در منطقه نیز از سمت غرب به شرق و بر عكس می­باشد. نرخ انتقال رسوب در مدل دو بعدی حدود 1000 متر­مكعب از سمت غرب به شرق و حدود 500 مترمكعب از سمت شرق به غرب در یک سال می­باشد. بر اساس شواهد تصاویر  ماهواره­ای و بررسی تحقیقات گذشته، پتانسیل نرخ انتقال در سمت غرب تأمین می­گردد و لذا پتانسیل سمت شرق برآورد نمی­گردد.
با توجه به میزان نشست رسوب، توقع می‏رود تا ده سال آینده ظرفیت حجم رسوب در پشت بازوی غربی پر نگردد و از این حیث نگرانی كوتاه­مدت وجود ندارد. جهت مرتفع نمودن این مشكل در بلند مدت می­توان از لایروبی و یا ساخت رانه رسوب­گیر استفاده کرد. در این پروژه، با احداث یك رانه رسوب­گیر در امتداد بازوی غربی، به رفع مشكل پرداخته شده، كه با توجه به نرخ نشست سالیانه حدود 1500 متر­مكعب در سال حدود 200 سال مشكل انتقال در سمت غرب بندر امیرآباد مرتفع  می­گردد.
فصل اول: مقدمه
1-1- مقدمه
سواحل تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند موج، جریان و باد قرار دارند. این عوامل موجب فرسایش و رسوبگذاری در سواحل می­شوند. یکی از مهم‌ترین و مؤثرترین فرآیندهای انتقال رسوب در مناطق ساحلی، انتقال رسوب كرانه‌ای[1] می‌باشد و بررسی كیفی و كمی این پدیده سبب درك بهتری از رژیم فرسایش و رسوبگذاری در اطراف بندر و سازه‌های ساحلی می­گردد. سرعت و جهت جریان‌های دریایی یکی از اصلی‌ترین پارامترهای هیدرودینامیکی موثر در انتقال رسوب می‌باشند. جریان‌های كرانه‌ای به سبب تأثیرات متقابل موج و بستر دریا، در ناحیة شكست امواج[2] ایجاد می­گردند. در این ناحیه گرادیان ایجاد­­ شده در تنش‌های برشی سبب تشكیل جریان‌های كرانه‌ای می­گردد، كه این جریان‌ها در انتقال بار رسوبی محدوده­ی ساحلی نقش عمده‌ای به عهده دارند. منطقه شکست از لحاظ پدیده­های هیدرودینامیکی، فعالترین ناحیه ساحلی است که در آن انتقال رسوب و تغییرات بستر دریا در اثر امواج شکنا و جریان­های نزدیک ساحل به وقوع می­پیوندد. در نزدیکی ساحل، عمق متغیر آب می­تواند تغییرات عمده­ای در شرایط موج در فاصله کم ایجاد کند. در واقع پارامتر مهم فیزیکی، عمق آبی است که امواج سطحی روی آن حرکت می­کنند. در طبیعت، عمق آب ثابت نیست و در اثر گردباد، خیزش طوفان یا دیگر دلایل، تغییر می­کند. این تغییرات سطح آب، بر الگوی شکست موج تأثیر می­گذارد. در ناحیه شکست می­بایست تغییرات موج، تراز سطح آب و مشخصات جریان­های ساحلی محاسبه شود تا بر اساس آنها امکان برآورد تخریب ناشی از طوفان( ناشی از سیلاب یا امواج )، محاسبه تغییرشکل تدریجی خط ساحلی و تغییر شکل پروفیل عمود بر ساحل و طراحی ایمن سازه­های­ ساحلی ( همچون آبشکن­ها و دیواره­های حفاظت ساحلی) فراهم گردد[1]­.
امواج که به ساحل نزدیک می­شوند تحت تأثیر پدیده­هایی نظیر تفرق و شکست، انرژی آنها افزایش یافته و می­توانند پدیده­های فرسایش را تسریع بخشند. از عوامل مؤثر بر فرسایش سواحل، دخالت­های انسانی و ساخت سازه­های ساحلی است، چنانچه این سازه­ها به درستی جانمایی نگردند، می­توانند اثرات تخریبی قابل توجهی به ساحل و فرسایش آن داشته باشند.
امروزه به­هم­خوردگی شرایط طبیعی سواحل و فرایندهای ساحلی، تحت تاثیر ساخت و سازهای بندری و نیروگاه­های مولد انرژی بطور فزاینده درناحیه ساحلی دریاها و اقیانوس­ها جریان دارد. به­ویژه در سواحل جنوبی دریای خزر در طی 30 سال اخیر، توأم با پیشروی آب دریا، ساخت­و­ساز و دخل­و­ تصرف در این عرصه طبیعی به شدت صورت گرفته است .ضرورت مطالعه این تغییرات که ناشی از عوامل طبیعی و انسانی و تأثیر متقابل آنها می­باشد، در زمینه مدیریت نواحی ساحلی بسیار حائز اهمیت است.
یکی از نرم­افزارهای موجود برای تحلیل جریان و پتانسیل نرخ انتقال رسوب، نرم­افزار Mike 21 می‏باشد. این نرم­افزار توسط موسسه تحقیقات دلفت دانمارک تهیه و گسترش یافته­است که می­تواند الگوی جریان در بخش­های مختلف ناشی از تغییر عمق جریان در ناحیه ساحلی و همچنین پدیده حمل رسوب را به خوبی مدل نماید. با استفاده از این نرم­افزار می­توان تغییراتی که در خط ساحل در اثر احداث سازه­ها و هرگونه دخل و تصرف انسانی تعیین نمود.
2-1- بیان مسأله تحقیق
منطقه ساحلی جاییست که موج، ­­ بستر را حس می­کند و انتهای این ناحیه ساحلی بالاروی موج روی ساحل است. موج در بیرون از ناحیه ساحلی به دلیل عدم تماس با بستر متقارن است و با ورود به ناحیه ساحلی دچار آشفتگی شده و بعد از شکست، آشفتگی موج زیاد می­شود و بسته به ارتفاع موج، دوره­تناوب موج و نوع ساحل به شکل­های مختلف می‏شکنند. بطورکلی چهار نوع اصلی برای شکست امواج در نظر گرفته می­شود که عبارتند از آشفته، چرخان، ریزشی و لغزان. در اثر شكست امواج در ناحیه كم عمق ساحلی، جریان كرانه­ای ایجاد می­شود كه علت اصلی جابجایی­ها و نقل و انتقال رسوب در سواحل می­باشد. مطالعه هیدرودینامیکی مناطق ساحلی اولین قدم در طراحی سازه­های ساحلی است و ریخت شناسی سواحل، انتقال رسوب، فرسایش، انتشار و پخش آلودگی، از دیگر پدیده­های مرتبط با ساحل می­باشد. بخش مهمی از مطالعه هیدرودینامیک معطوف به مطالعه جریان­های ساحلی و بررسی علل ایجاد و الگوی آنها می­گردد. جریان‌های موازی با ساحل مسئول انتقال رسوب و آلاینده‌ها به موازات ساحل هستند و زمانی كه انرژی خود را از دست بدهند یا به مانعی همچون موج‌شكن بندرها برخوردكنند، رسوب را برجای می­گذارند و مشكلات جدی برای سازه‌های ساحلی ایجاد می‌كنند[2و3].
در این تحقیق با استفاده از نرم­افزار MIKE 21 ، الگوی انتشار موج، جریان­های موازی ساحل ناشی از موج و نرخ انتقال رسوب کرانه­ای مدل­سازی شده و در نهایت بر اساس برآورد نرخ انتقال رسوب  کرانه­ای، تغییرات ایجاد شده در خط ساحل دریای خزر در محدوده بندر امیرآباد مورد بررسی قرار می­گیرد.

1-2. بیان مسأله………………………………………………………………………………………………………. 4
1-3. هدف………………………………………………………………………………………………………………. 5
فصل دوم: مروری بر متون گذشته
مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………… 7
2-1. تعریف عایق…………………………………………………………………………………………………….. 7
2-2. انواع عایق‌های رطوبتی……………………………………………………………………………………… 8
2-3. عایق‌های رطوبتی پیش ساخته…………………………………………………………………………… 9
2-3-1. عایق‌های رطوبتی بام با اصلاح كننده app………………………………………………………
2-3-2. عایق‌های رطوبتی بام با اصلاح كننده SBS…………………………………………………….
2-4. فیلر یا پركننده……………………………………………………………………………………………….. 14
2-5. قیر: خواص، ساختار………………………………………………………………………………………. 15
2-5-1. ساختمان شیمیایی قیر………………………………………………………………………………… 16
2-5-2. آسفالتن‌ها…………………………………………………………………………………………………. 18
2-5-3. آروماتیك‌های قطبی (رزین‌ها)……………………………………………………………………… 18  
2-5-4. آروماتیك‌های نفتی…………………………………………………………………………………….. 19
2-5-5. اشباع‌ها (پارافین‌ها)…………………………………………………………………………………….. 19
2-6. معایب عایق‌ها………………………………………………………………………………………………… 20
2-7. تاریخچه اصلاح قیر………………………………………………………………………………………… 21
2-7-1. علل اصلاح ویژگی‌های قیر………………………………………………………………………….. 21
2-7-2. علل استفاده از افزودنی‌ها در قیر………………………………………………………………… 22
2-8. انواع پلیمر…………………………………………………………………………………………………….. 25
2-8-1. ترموست‌ها………………………………………………………………………………………………… 25
2-8-2. پلیمر ترموپلاستیك…………………………………………………………………………………….. 25
2-8-2-1. تعریف پلی پروپیلن PP…………………………………………………………………………….
2-8-2-2. خواص فیزیكی و شیمیایی پلی‌پروپیلن………………………………………………………. 26
2-9. اصلاح قیر توسط پودر لاستیك……………………………………………………………………….. 27
2-9-1. تعریف پودر لاستیك…………………………………………………………………………………… 28
2-9-2. بازیافت لاستیك‌های فرسوده برای تولید پودر لاستیك…………………………………… 29
2-9-3. روش‌های بازیافت تایرهای ضایعاتی……………………………………………………………. 31
2-9-3-1. خرد كردن…………………………………………………………………………………………….. 31
2-9-3-1-1. خردسازی در دمای معمولی……………………………………………………………….. 31
2-9-3-1-2. پیرولیز……………………………………………………………………………………………… 32
2-9-3-1-3. خرده‌سازی برودتی……………………………………………………………………………. 32
2-9-4. استفاده از پودر لاستیك در اصلاح آسفالت…………………………………………………… 33
2-9-4-1. لاستیك خرد شده…………………………………………………………………………………… 33
2-9-5. استفاده از پودر لاستیك در بتون‌های سیمانی……………………………………………….. 34
2-9-6. ساختار لاستیك‌ها و الاستومرها………………………………………………………………….. 34
2-9-6-1. خاصیت الاستومرها……………………………………………………………………………….. 35
2-9-6-2. تشكیل لاستیك……………………………………………………………………………………….. 35
2-9-6-3. واكنش بین لاستیك و قیر………………………………………………………………………… 36
2-9-7. گوگرد………………………………………………………………………………………………………. 37
2-9-7-1. استفاده از گوگرد در صنعت…………………………………………………………………… 39
2-9-7-2. تاریخچه استفاده از گوگرد در صنعت……………………………………………………… 39
2-9-7-3. برهمكنش گوگرد با قیر…………………………………………………………………………… 40
2-9-8. بنتونیت……………………………………………………………………………………………………… 42
2-9-8-1. اثر بنتونیت در قیر………………………………………………………………………………….. 43 
فصل سوم: مواد و روش‌ها
3-1. مواد شیمیایی و تجهیزات دستگاهی………………………………………………………………….. 45
3-1-1. مواد شیمیایی، استانداردها و نمونه‌های حقیقی………………………………………………. 45
3-1-1-1. قیر پایه…………………………………………………………………………………………………. 45
3-1-1-2. پلیمر پلی‌پروپیلن…………………………………………………………………………………….. 45
3-1-1-3. گوگرد………………………………………………………………………………………………….. 45
3-1-1-4. بنتونیت…………………………………………………………………………………………………. 46
3-1-1-5. تالك……………………………………………………………………………………………………… 46
3-1-1-6. پودر لاستیك…………………………………………………………………………………………. 46

3-2. روش كار……………………………………………………………………………………………………… 46
3-2-1. مرحله اول نمونه‌سازی: اختلاط قیر و پودر لاستیك………………………………………. 47
3-2-2. مرحله دوم نمونه‌سازی: افزودن گوگرد به مخلوط قیر و پودر لاستیك……………. 48
3-2-2-1. آماده‌سازی مخلوط قیر و پودر لاستیك و گوگرد………………………………………. 49
3-2-3. مرحله سوم نمونه‌سازی: افزودن پودر روغنی بنتونیت به مخلوط قیر و پودر لاستیك و گوگرد   50
فصل چهارم: نتایج
4-1. اثر پودر لاستیك بر ویژگی‌های قیر………………………………………………………………….. 54
4-1-1. آزمایش نقطه نرمی (Softening point)…………………………………………………………… 54
4-1-2. آزمایش پایداری حرارتی (Flow)………………………………………………………………….. 55
4-1-3. آزمایش درجه نفوذ (Pentration)………………………………………………………………….. 56
4-1-4. آزمایش انعطاف‌پذیری در سرما (Cold bending)…………………………………………… 57
4-2. اصلاح قیر لاستیكی توسط گوگرد……………………………………………………………………. 58
4-2-1. آزمایش نقطه نرمی (Softening point)………………………………………………………….. 58
4-2-2. آزمون تعیین درجه نفوذ  (Pentration)………………………………………………………….. 59
4-2-3. آزمایش پایداری حرارتی (Flow)………………………………………………………………….. 61
4-2-4. آزمایش انعطاف‌پذیری در سرما (Cold bending)…………………………………………… 62
4-3. بررسی تغییرات بعد از افزودن پودر روغنی بنتونیت به مخلوط قیر- پودر لاستیك- گوگرد  63
4-3-1. آزمایش نقطه نرمی (Softening point)…………………………………………………………… 63
4-3-1-1. نمونه حاوی 7% پودر لاستیك و 5% گوگرد……………………………………………….. 63
4-3-1-2. نمونه حاوی 7% پودر لاستیك و 7% گوگرد……………………………………………….. 64
4-3-2. آزمایش پایداری حرارتی (Flow)………………………………………………………………….. 65
4-3-2-1. نمونه حاوی 7% پودر لاستیك و 5% گوگرد……………………………………………….. 65
4-3-2-2. نمونه حاوی 7% پودر لاستیك و 7% گوگرد……………………………………………….. 65
4-3-3. آزمایش انعطاف‌پذیری در سرما (Cold bending)…………………………………………… 66
4-3-3-1. نمونه حاوی 7% پودر لاستیك و 5% گوگرد……………………………………………….. 66
4-3-3-2. نمونه حاوی 7% پودر لاستیك و 7% گوگرد……………………………………………….. 67
4-3-4. آزمایش تعیین درجه نفوذ (Pentration)…………………………………………………………. 68
4-3-4-1. نمونه حاوی 7% پودر لاستیك و 5% گوگرد……………………………………………….. 68
4-3-4-2. نمونه حاوی 7% پودر لاستیك و 7% گوگرد……………………………………………….. 68
فصل پنجم: بحث و پیشنهادات
5-1. قیرهای حاوی پودر لاستیك……………………………………………………………………………. 71  
5-2. نمونه‌های حاوی 7% پودر لاستیك و گوگرد………………………………………………………. 72  
5-3. نمونه حاوی پودر لاستیك، گوگرد و بنتونیت…………………………………………………….. 74  
منابع………………………………………………………………………………………………………… 76
خلاصه انگلیسی……………………………………………………………………………………… 83
خلاصه فارسی:
ضد آب كردن تأسیسات، بخصوص آنهایی كه در معرض رطوبت و خوردگی قرار دارد از مهمترین كارهایی است كه در ساختمان‌سازی و راه‌سازی مورد توجه قرار می‌گیرد. در واقع استفاده از عایق‌های رطوبتی یكی از راهكارهای اساسی در ماندگاری و حفظ ابنیه ساختمانی و جلوگیری از نفوذ آب در پوشش‌ها می‌باشد. این عایق‌ها پایه قیری بوده و معمولاً از مخلوط چند نوع قیر و مواد افزودنی مختلف مانند: مواد پلیمری، الیاف بافته و نبافته ساخته می‌شود. از معایب عایق‌های معمول: كم بودن طول عمر مفید و گران بودن این عایق‌ها، تجزیه شدن در برابر اشعه ماوراء بنفش، پوسیدگی به مرور زمان، پارگی در اثر نشت‌های احتمالی و آلودگی محیط زیست می‌باشد. لذا در این تحقیق سعی شد با به كار بردن ضایعاتی از قبیل گوگرد و بنتونیت و پودر لاستیك این مشكلات برطرف گردد و باعث كمك به محیط زیست شود.
در این تحقیق مشخص شد افزایش گوگرد به مخلوط قیری عایق موجب: 1- افزایش پایداری در گرما 2- افزایش انعطاف‌پذیری در سرما 3- عدم نفوذپذیری آب و حساسیت پایین در برابر تغییرات دما می‌باشد كه این ویژگی‌ها احتمالاً به دلیل تشكیل تعدادی پیوند عرضی بین گوگرد و پودر لاستیك و قیر می‌باشد. افزودن پودر روغنی بنتونیت نیز در كنار گوگرد به مخلوط قیری عایق باعث 1- كاهش نسبت جرم به حجم مخلوط قیری عایق و 2- افزایش انعطاف‌پذیری در سرما 3- كاهش هزینه تولید و افزایش طول عمر عایق می‌شود.
فصل اول: کلیات
1-1- ضرورت و اهمیت موضوع
عایق رطوبتی چیست؟
عایق­های رطوبتی از مواد ساختمانی بسیار مهم هستند که نقش اساسی در ماندگاری و حفظ ابنیه ساختمانی دارند. این عایق­ها معمولاً از مخلوطی از چند نوع قیر و مواد افزودنی مختلف مانند فیلر (تالک، …) مواد پلیمری، الیاف بافته و نبافته پلیمری و معدنی ساخته می­شوند.
دلایل استفاده از عایق­های رطوبتی، ضد آب کردن تأسیسات و تجهیزات مورد نظر بخصوص آنهایی که در معرض رطوبت قرار دارند، می­باشد. در میان این عایق­ها، عایق­های پایه قیری به دلیل سهولت تهیه و خواص چسبندگی خوب کاربرد وسیع‌تری از سایرین دارند. عایق­های پایه قیری بسته به کاربرد و شرایط محیطی به کار برده شده از قیرهایی با نقطه نرمی و درجه نفوذ متفاوت ساخته می­شوند. در واقع عایق­های رطوبتی از اجزاء بسیار مهم در ابنیه و سیستم‌های ضد خوردگی می­باشد.
از معایب عایق­های معمول کم بودن طول عمر مفید (ترمیم متناسب آن با مشکلات اجرائی زیاد و هزینه­های قابل توجه­ای همراه است) گران بودن این عایق­ها (عایق­هایی که دارای مواد اولیه خارجی می­باشند در موقع ترمیم محل آسیب دیده از سایر جاها بالا می­زند) تجزیه شدن بر اثر اشعه UV و پوسیدگی به مرور زمان و پارگی در اثر نشست­های احتمالی و آلودگی محیط زیست می­باشند که بسیار از این موارد از استحکام کششی و انعطاف‌پذیری آنها نشأت می­گیرد.
عایق­ها چه از تنوع جنس چه از نظر کاربردی و ساختاری انواع گوناگونی دارند از نظر کاربردی عایق­ها می­توانند به عنوان عایق صدا، گرما و سرما (حرارتی) رطوبت، ضربه­گیر و لرزه­گیر عمل کنند که به تناسب وظیفه­ای که برای آنها تعریف می­شود ساختار و نوع و جنس آنها متفاوت است.
2-1- بیان مسأله
آلودگی هوا از مسائلی است كه همواره مورد نظر بوده و وجود گوگرد مازاد در پالایشگاه‌های  گاز كشور توجه به كاربردهای جدید آنرا ضروری ساخته است. استفاده از مواد پلیمری در دنیای فعلی روز به روز افزایش یافته است. این در حالی است که عدم بازگشت مجدد این مواد به چرخه تولید از مشکلات زیست محیطی محسوب می‌شود. مثلاً لاستیک‌ها به دلیل گرما سختی قابلیت ذوب مجدد ندارند و بازیافت آنها کار دشوار است. همچنین گوگردزدایی مواد نفتی به منظور کاهش آلودگی هوا از مسائلی است که همواره مورد نظر بوده است و وجود گوگرد مازاد در پالایشگاه‌های گاز کشور توجه به کاربردهای جدید آن را ضروری ساخته است. هدف اصلی این کار استفاده از لاستیک‌های ضایعات و تایرهای پودرشده و همچنین گوگرد در تهیه مخلوط‌های آسفالتی و بهبود برخی از ویژگی‌های فنی مخلوط‌های آسفالتی می‌باشد در این تحقیق پس از بررسی عیوب عایق‌های معمولی نظیر ترک خوردگی، موج ‌دار شده و ترک خوردگی انعکاسی که ناشی از تکنیک‌های متفاوت طراحی و ساختار شیمیایی ترکیب عایق‌های معمولی دانسته شده‌اند. پودر لاستیک و گوگرد اصلاح شده با قیر 70/60 در حذف یا کاهش این معایب مورد بحث قرار می‌گیرد و ویژگی عایق اصلاح شده با این مواد افزودنی از جمله مقاومت مکانیکی بالا و نفوذناپذیری در دماهای مختلف و نیز آنالیز مکانیکی دمایی- دینامیکی پلیمر اصلاح شده با عایق مربوطه مورد توجه قرار گرفته است.
همچنین سعی شده است از خاک تصفیه روغن نیز برای برطرف ساختن عیب ذکر شده در مورد عایق‌ها استفاده کرد چرا که بنتونیت به دلیل خواص نرم بودن و تورم‌پذیری کلوئیدی و پلاستیک بودن و چسبندگی و اصلاح کننده خوبی به شمار می‌روند.
3-1- اهداف
هدف اصلی در این پژوهش از افزودن گوگرد و پودر لاستیک و بنتونیت برای اصلاح تمامی خواص شیمیایی و مکانیکی و فیزیکی عایق­های پیش ساخته و همچنین به دست آوردن ساختار تأثیر گوگرد و خاک تصفیه روغن بر روی عایق‌های رطوبتی و در نهایت پایین آوردن هزینه‌های تولید و کاهش آلودگی محیط زیست می‌باشد.

١-٥-١- روشهای اسپکتروفتومتری……………………….. ٥
١-٥-٢- روش فلورسانس اشعه ایکس…………………… ٥
١-٥-٣- روش اسپکتروسکوپی جذب اتمی الکتروترمال… ٥
١-٥-٤- اسپکتروسکوپی جذب اتمی شعله ای…………. ٦
١-٥-٥- اسپکتروسکوپی جرمی ترکیب شده  با پلاسما…٦
١-٥-٦- روشهای الکتروشیمیایی………………………… ٦
١-٦- رودانین……………………………………………….. ٧
١-٧- سورفاکتانت………………………………………….. ٧
فصل دوم…………………………………………………… ۹
مروری بر روشهای میکرواستخراج مایع- مایع پخشی….۹
٢-١- مقدمه………………………………………………. ١۰
٢-٢- میکرواستخراج مایع– مایع پخشی ) (DLLME…..١٢
٢-٣- انواع روشهای میکرواستخراج…………………… ١٤
٢-٣-١-  استخراج فاز جامد پخشی (DSPE) ………….١٤
٢-٣-٢- میکرواستخراج تک قطره (SDME)…………….. ١٥
٢-٣-٣- میکرواستخراج مایع-مایع پخشی کمک شده با مگنت آهنربایی (MSA-DLLME)…١٥
٢-٣-٤- میکرواستخراج مایع-مایع پخشی با کاهش مصرف حلال (DLLME-LSC)…….١٥
٢-٣-٥- میکرواستخراج مایع-مایع پخشی مایع یونی کنترل شده دمایی (TIL-DLLME)…١٦
٢-٣-٦- میکرو استخراج مایع مایع پخشی بر اساس انجماد قطرات آلی شناور (SFO-DLLME)…١٧
٢-٣-٧- کاربردهای میکرو استخراج مایع- مایع پخشی……… ١٧
فصل سوم…………………………………………….. ١٨
بخش تجربی…………………………………………. ١٨
٣-١- مقدمه………………………………………….. ١۹
٣-٢- مواد و تجهیزات………………………………… ١۹
٣-٢-١- مواد شیمیایی……………………………… ١۹
٣-٢-٢- تجهیزات و وسایل…………………………… ١۹
٣-٣- تهیه محلولهای استاندارد……………………… ٢٠
٣-٤- نحوه تشکیل کمپلکس پالادیوم-رودانین و استخراج آن…٢٠
٣-٥- بهینه سازی شرایط استخراج…………………. ٢٢
٣-٥-١- جنس حلال استخراجی…………………….. ٢٢
٣-٥-٢- حجم حلال استخراجی……………………… ٢٣
٣-٥-٣- نوع حلال پخشی……………………………. ٢٤
٣-٥-٤- حجم حلال پخشی…………………………. ٢٥

٣-٥-٥- اثرpH…………………………………………. ٢٦
٣-٥-٦- تعیین غلظت بهینه سورفاکتانت………… ٢٧
٣-٥-٧- تعیین غلظت بهینه لیگاند………………… ٢٨
٣-٦- ارقام شایستگی روش……………………… ٣۰
٣-٦-١- منحنی کالیبراسیون……………………… ٣۰
٣-٦-٢- حد تشخیص………………………………. ٣١
٣-٦-٣- فاکتور تغلیظ……………………………….. ٣٢
٣-٧- تجزیه نمونه های حقیقی…………………… ٣٢
٣-٧-١- اندازه گیری پالادیوم در نمونه آب شهر……. ٣٢
٣-٧-٢- آماده سازی نمونه کاتالیزور اتومبیل……… ٣٣
٣-٧-٣- اندازه گیری پالادیوم در کاتالیزور اتومبیل….. ٣٤