Civil Engineering Commons^™

Numerical Assessment Of Post-Tensioned Slabs Due To Seismic Column Collapse, Mariam Ehab, Aya Elhozayen

Civil Engineering

In our recent catastrophes, Progressive collapse become an essential behavior that should be researched widely and to be considered by engineers through the design process. The main vertical loss can be caused by different reasons, either blast due to terrorist attack, failure of columns due to extreme earthquake application, or finally, losing a structural element due to high impact resulted from a vehicle or any other moving object. Losing main vertical element due to extreme earthquake excitation is an important and repeated occurrence, However, it didn’t take much attention in progressive collapse recent studies. Unified Facilities Criteria (UFC) and General …

Crystalline Analysis Of Geomicrobially-Induced Calcium Carbonate Precipitation In Sands Using A Surface Percolation Treatment Technique, Justin Edward Mulloney

UNF Graduate Theses and Dissertations

Ottawa 50/70 sand specimens and natural beach sand samples were treated using bio-augmented geomicrobies via a surface percolation technique. Testing was conducted on these specimens to determine how resultant calcium carbonate precipitation changed as a function of temperature, depth from the surface, and in the presence of magnesium. Specifically, x-ray Diffraction (XRD), a Scanning Electron Microscope (SEM), and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) were used to determine and quantify the presence of calcium carbonate and its associated phase. Results showed a direct relationship between temperature and precipitated calcium carbonate. In addition, as an unintended consequence associated with the treatment, ammonium …

Investigating Changes In Trends Of Traffic Crashes Due To Covid-19 Pandemic In Florida’S Freeways, Ntagwanko Kisabanzira

UNF Graduate Theses and Dissertations

The COVID-19 pandemic outbreak caused a shift in traffic patterns that have in turn influenced a change in traffic accident trends. Due to stay-at-home orders that were issued across the United States, transportation agencies reported low traffic demands on highways after the pandemic outbreak. Low traffic volumes are associated with relatively higher speeds that are linked to increased severity of crashes. Several states reported an increase in fatal crashes after the outbreak of the COVID-19 pandemic. This paper evaluates the traffic crash trends on three interstates in Florida (I-10, I-75, and I-95) and sheds light on what happened before, during, …

Comparison Between Pervious Oyster Shell Habitat (Posh) Unit And Reef Ball Performance Along An Eroding Shoreline In Northeast Florida, Jacob Waggoner

UNF Graduate Theses and Dissertations

This study compared two methods of shoreline protection – the common Reef Ball and the novel Pervious Oyster Shell Habitat (POSH). Both structures are meant to attenuate wave energy and subsequently reduce shoreline erosion. While Reef Balls have a long, documented history of effectively mitigating beach erosion, POSH units are new structures and their effectiveness had not yet been previously assessed. Clusters of POSH units and Reef Balls were deployed at the Timucuan Ecological and Historic Preserve’s shoreline at Kingsley Plantation. Wave staffs were placed seaward and shoreward from these clusters and wave heights were measured over a holiday weekend …

Methodology To Treat Bottom Friction Losses For Modeling Wave Transformation From Deepwater To The Nearshore: An Application In Northeast Florida, Oscar Solisromero

UNF Graduate Theses and Dissertations

Designers and other practitioners confront a wide range of problems in the coastal zone, which often require long-term nearshore wave data. However, such data are usually quite scarce. Consequently, either wave measurements from buoys deployed in deep water, or archived deepwater wave hindcast information, must be utilized by rigorous, physics-based transformation to the site of interest using one of many available numerical models. A main issue in conducting such an effort is accounting for losses in wave energy due to bottom friction, for which establishing a suitable bed friction coefficient (C_f) can be problematic. In the present study, …

Salt Water Intrusion In Water Distribution Systems: Analysis, Solution, And Eco-Efficiency, Darud E Sheefa

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Since many water distribution systems (WDSs) experience saltwater intrusion, system behavior during saltwater intrusion is important. An alternative to the currently accepted WDS decontamination method of hydrant flushing is needed since during the current procedure all contaminated water is discharged to the surroundings which imposes environmental impacts. Hence, this research was conducted to study salt spread in different WDSs and to seek an alternative to hydrant flushing as a way of WDS decontamination. First, salt contamination was modelled in real water system models to document the salt spread. It was found that (1) if salt enters as a short pulse, …

Maximum Likelihood Estimator Method To Estimate Flaw Parameters For Different Glass Types, Nabhajit Goswami

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Glass is commonly used in architectural applications, such as windows and in-fill panels and structural applications, such as beams and staircases. Despite the popularity of structural glass use in buildings, an engineering design standard to determine the required component or member strength for design loads does not exist. Glass is a brittle material that lacks a well-defined yield or ultimate stress, unlike ductile materials. The traditional engineering methods used to design a ductile material cannot be used to design a glass component. Glass fails in tension primarily due to the presence of microscopic flaws present on the surface that acts …

Kinematics And Preliminary Fema P-695 Evaluation Of The Newz-Breakss Steel Boundary Frame With Buckling Restrained Brace Structural Fuses, Alexander M. Baker

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Buckling Restrained Braced Frames (BRBFs) have become a popular seismic force resisting system (SFRS) due to their high ductility and energy dissipation. However, BRBFs are also susceptible to large residual drifts, which can make repair difficult. Efforts to reduce the residual drift of BRBFs typically involve special self-centering braces, or by using a dual system in tandem with the BRBF. This study proposes an alternative approach, in which a self-centering steel rocking frame is used as the boundary frame for the BRBF. The proposed system, called the NewZ-BREAKSS Buckling Restrained Braced Frame (NZ-BRBF) utilizes the recently proposed NewZ-BREAKSS (NZ) boundary …

Characterization And Utilization Of Alkali-Activated Concrete For Sustainable Infrastructures, Eslam Gomaa

Doctoral Dissertations

“This study has investigated the feasibility of using locally available fly ashes (FAs) to synthesize alkali-activated concrete (AAC) for different structural and repair applications. Using AAC made of 100% FA reduces global CO2 emissions, saves energy, and decreases raw material consumption during the production process of ordinary Portland cement. Class C FAs, sourced from Labadie, Jeffery City, Kansas City, Thomas Hill, and Sikeston power plants in the state of Missouri, were used to synthesize the AAC. Sodium silicate (SS), Na2SiO3, and sodium hydroxide (SH), NaOH were used as the alkali activators. Slag, crumb rubber, and air-entraining admixture were used as …

A Three-Dimensional Fully Coupled Hydro-Mechanical Elasto-Plastic Model For Unsaturated Soils With Consideration Of Hysteresis Behavior, Beshoy Sami Moussa Riad

Doctoral Dissertations

"Unsaturated soils are often used as a construction material in transportation infrastructures; in which it is subjected to cyclic traffic loadings and/or seasonal wetting-drying cycles. While mechanical hysteresis is a common feature of soils in general, hydraulic hysteresis is associated with unsaturated soils. Most existing constitutive models paid limited attention to the mechanical and hydraulic hysteresis behavior of unsaturated soils. This research presents a three-dimensional model for unsaturated soils and a chemo mechanical model for saturated soils. The unsaturated soils’ model has the following characteristic features: (a) the hydraulic and mechanical behaviors are fully coupled under 3D conditions; (b) it …

Design And Performance Of Self-Consolidating And Thixotropic Ultra-High-Performance Concrete For Infrastructure Construction And Rehabilitation, Le Teng

Doctoral Dissertations

"The objective of this research is to develop two classes of ultra-high-performance concrete (UHPC), one with self-consolidating consistency and the other with improved thixotropy. Tailoring the rheological properties of low yield stress UHPC can improve dispersion and orientation of steel fibers used in the design of UHPC, hence enhancing the tensile and flexural properties. Similarly, improving the thixotropy of UHPC can enable unique performance for the design of thin bonded bridge deck overlay. The research investigated various thixotropy enhancing admixtures to enhance the structural build-up at rest of UHPC. A total of 16 bonded overlay slab specimens were used to …

Corrosion Resistance Performance Investigation Of Mild Steel Bar Coated With Magnesium Phosphate Cement Paste, Fan Zhang

Doctoral Dissertations

"In this research study, the anti-corrosion mechanism of reinforcement embedded in magnesium potassium phosphate cement (MKPC) is explored. In addition, one type of additives, metakaolin, and one type of retarder, boric acid, are employed in MKPC to modify its properties in order to further investigate corrosion resistance and to achieve mass-production coating reinforcement at the work site. This coating method may be practical for some underwater construction and some traditional reinforcement concrete structures to reduce the reinforcement corrosion rate and to eventually extend service life in both repair and new construction applications.

By comparing the electrochemical properties of bare ribbed …

Use Of Cellular Concrete For Air Convection Embankment To Protect Permafrost Foundation In Cold Regions, Hanli Wu

Doctoral Dissertations

"Crushed-rock air convection embankment (ACE) has been used to mitigate thaw settlement, and pavement distresses caused by climatic extremes in permafrost regions for over three decades. However, the desired crushed rocks needed for ACE are not readily available in many areas of interior Alaska. Burdened by the need to ship suitable rocks to remote locations, the cost of constructing an ACE is often prohibitively high, which prevents its wide use in Alaska. An existing cementitious material, cellular concrete, may provide the solution.

This study intends to systematically characterize the heat transfer patterns of ACE and identify the performance benefits of …

Theoretical Determination Of The Yield Curve For Unsaturated Soils, Sara Fayek

Doctoral Dissertations

"An important step to developing a good understanding of the behavior of unsaturated soils is to adopt a formal and simple constitutive framework and to conduct high-quality and short-time experiments. Barcelona Basic Model (BBM) was the first elastoplastic constitutive model for unsaturated soils. The yield curve, which separates the elastic region from the elastoplastic region, is an important aspect of constitutive modeling for unsaturated soils. Most concepts for unsaturated soils were developed based upon the results from suction-controlled triaxial (SCTX) tests. Though, the SCTX tests on unsaturated soils are costly, time-consuming, and laborious, and their results are questionable. This study …

Strain And Temperature Measurement From Distributed Fiber Optic Sensors In Performance-Based Fire Engineering, Yanping Zhu

Doctoral Dissertations

"Strain and temperature measurement of steel and concrete structures under fires is critical to the understanding of structural performance yet historically challenging due to a significant gap in measurement science. This Ph.D. study characterizes in six parts low-cost distributed fiber optic sensors and applies them to strain, and temperature measurements based on Rayleigh and Brillouin light scattering. The first part aims to quantify the Rayleigh scattering based measurement accuracy of distributed fiber optic sensors under a heating-holding load protocol and characterize the effect of polymer coating on the sensors as the polymer softens and melts at elevated temperatures. The second …

Deep Learning-Based Surrogate Models For Post-Earthquake Damage Assessment, Xinzhe Yuan

Doctoral Dissertations

"Seismic damage assessment is a critical step to enhance community resilience in the wake of an earthquake. This study aims to develop deep learning-based surrogate models for widely used fragility curves to achieve more accurate and rapid assessment in practice. These surrogate models are based on artificial neural networks trained from the labelled ground motions whose resulting damage classes on targeted structures are determined by nonlinear time history analyses. The development of various surrogate models is progressed in four phases. In Phase I, the multilayer perceptron (MLP) is used to develop multivariate seismic classifiers with up to 50 hand-crafted intensity …

Automatic Image-Based Sbfe Approach For Multiphase-Materials Topology Optimization Under Dynamic Loading, Rut Su

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis presents the efficient topology optimization methods constructed within the state-of-the-art polygon scaled boundary finite element (SBFE) framework. The SBFE approach enables the discrete model construction of structures comprising of arbitrary curve geometry lying in 2D and/or 3D spaces. More explicitly, incorporated with quadtree (in 2D) and octree (3D) mesh refinements the automatic adaptive mesh scheme run within the polygon SBFE framework provides the cost-effective model generation allowing hanging nodes. These distinctive features present the developed SBFE approach well suiting as an underlying modeling framework for the topology design optimization of solids. The bi-directional evolutionary structural optimization (BESO) algorithm …

อิทธิพลของค่านิยมและมาตรการส่งเสริมการใช้ขนส่งสาธารณะต่อการปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการเดินทางของพนักงานมหาวิทยาลัย, สหรัฐ นิมมานโสภณ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การออกแบบมาตรการเพื่อส่งเสริมการใช้ระบบขนส่งสาธารณะโดยพิจารณาเพียงแค่ปัจจัยเชิงพื้นที่และประเภทของกลุ่มเป้าหมายยังไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอ เนื่องจากค่านิยมของกลุ่มเป้าหมายก็มีส่วนสำคัญต่อประสิทธิภาพและความสำเร็จของมาตรการตามแนวคิดทฤษฎีพฤติกรรมตามแผน ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างค่านิยมของผู้ใช้รถยนต์ส่วนบุคคลเป็นประจำและแนวโน้มการปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการเดินทางมาใช้ระบบขนส่งสาธารณะ เมื่อมีการนำมาตรการด้านการขนส่งต่าง ๆ เข้ามาร่วมเป็นองค์ประกอบของการตัดสินใจเดินทาง โดยเลือกพนักงานของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเป็นกลุ่มเป้าหมายของการศึกษา เนื่องจากความพร้อมของโครงสร้างพื้นฐานและทำเลที่ตั้งซึ่งเอื้ออำนวยต่อการเดินทางด้วยระบบขนส่งสาธารณะ งานวิจัยนี้เลือกใช้แบบสอบถามค่านิยมแบบภาพเสมือนเพื่อวัดค่านิยมทั้งหมด 10 ประการ ก่อนนำมาจัดเป็นกลุ่มย่อยตามความสัมพันธ์ระหว่างค่านิยม และรวบรวมความเป็นไปได้ของการปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการเดินทางหากมีการดำเนินมาตรการด้านการขนส่งรูปแบบต่าง ๆ แบบจำลองสมการโครงสร้างถูกนำมาใช้เพื่อแสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรที่เกี่ยวข้อง และตรวจสอบระดับนัยสำคัญทางสถิติของแนวโน้มการปรับเปลี่ยนพฤติกรรม ผลการศึกษาจากกลุ่มตัวอย่างจำนวน 256 คน พบว่ากลุ่มค่านิยมการพัฒนาตนเองมีอิทธิพลเชิงลบต่อแนวโน้มการปรับเปลี่ยนพฤติกรรมภายในแบบจำลองสมการโครงสร้าง นอกจากนี้ เมื่อวิเคราะห์เพิ่มเติมด้วยแบบจำลองเชิงเส้นโดยนัยทั่วไป พบว่ากลุ่มค่านิยมการอยู่เหนือตนเอง-อนุรักษ์นิยม กลุ่มมาตรการเชิงโครงสร้างพื้นฐาน และกลุ่มมาตรการเชิงจิตวิทยามีอิทธิพลเชิงบวกต่อแนวโน้มการปรับเปลี่ยนพฤติกรรม ผลการศึกษานี้จึงสนับสนุนแนวคิดที่ว่า การออกแบบมาตรการด้านการขนส่งสำหรับพนักงานควรปรับใช้ให้เหมาะสมกับค่านิยมของกลุ่มเป้าหมาย และควรตรวจสอบความเป็นไปได้และการยอมรับของมาตรการด้านการขนส่งก่อนปฏิบัติจริง

สมบัติของวัสดุควบคุมกำลังต่ำที่ผลิตจากขยะฝาขวดน้ำพลาสติกแทนที่มวลรวมละเอียดเพื่อใช้เป็นวัสดุพื้นทาง, ชญานิษฐ์ ปัญญสุทธิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันการเพิ่มขึ้นของปริมาณขยะพลาสติกที่เกิดจากการใช้งานเพียงครั้งเดียวเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาคุณสมบัติของวัสดุควบคุมกำลังต่ำ (CLSM) และวัสดุควบคุมกำลังต่ำจากการกระตุ้นด้วยด่าง (Alkali-activated CLSM) ที่นำขยะพลาสติกจากฝาขวดน้ำมาใช้แทนที่มวลรวมละเอียดในปริมาณร้อยละ 10 20 และ 30 โดยปริมาตรของมวลรวมละเอียด คุณสมบัติที่ศึกษาได้แก่ ความสามารถในการยุบตัวไหลแผ่ การเยิ้มน้ำ ระยะเวลาก่อตัว หน่วยน้ำหนัก กำลังรับแรงอัดแกนเดียว ความเร็วคลื่นปฐมภูมิและทุติยภูมิซึ่งทดสอบด้วยวิธีเรโซแนนซ์อิสระ และโมดูลัสคืนตัว จากผลการศึกษาพบว่าค่าการยุบตัวไหลแผ่ หน่วยน้ำหนัก กำลังรับแรงอัดแกนเดียว ค่าความเร็วคลื่นปฐมภูมิและทุติยภูมิ และค่าโมดูลัสคืนตัวมีค่าลดลงเมื่อมีการแทนที่ทรายธรรมชาติด้วยขยะพลาสติกในปริมาณที่มากขึ้น นอกจากนี้พบว่าเมื่อแทนที่มวลรวมละเอียดด้วยมวลรวมพลาสติกส่งผลให้ค่าการเยิ้มน้ำเพิ่มมากขึ้น อย่างไรก็ตามค่าการเยิ้มน้ำมีค่าลดลงเมื่อปริมาณพลาสติกเพิ่มขึ้น และถึงแม้ว่าระยะเวลาเริ่มแข็งตัวและระยะเวลาแข็งตัวเริ่มต้นของวัสดุควบคุมกำลังต่ำไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อปริมาณมวลรวมขยะพลาสติกมากขึ้น ระยะเวลาการก่อตัวดังกล่าวกลับมีค่าลดลงในกรณีของวัสดุควบคุมกำลังต่ำจากการกระตุ้นด้วยด่าง และจากสัดส่วนผสมทั้งหมดพบว่า วัสดุควบคุมกำลังต่ำและวัสดุควบคุมกำลังต่ำจากการกระตุ้นด้วยด่างที่มีการแทนที่ทรายธรรมชาติด้วยขยะพลาสติกในปริมาณร้อยละ 10 โดยปริมาตรมีคุณสมบัติผ่านตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับวัสดุควบคุมกำลังต่ำ

การทำนายความผิดปกติทางธรณีวิทยาบริเวณหน้าอุโมงค์ด้วยคลื่นไหวสะเทือน, พลพัชร นิลวัชราภรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ความผิดปรกติทางธรณีวิทยา เช่น บริเวณที่ชั้นหินแตกต่างจากสภาพโดยรอบ บริเวณโพรงถ้ำที่มีปริมาณน้ำสูง อาจทำให้เกิดปัญหาในระหว่างการขุดเจาะอุโมงค์ได้ เช่น การสูญเสียเสถียรภาพของหน้าอุโมงค์ การไหลทะลักของน้ำ และประสิทธิภาพในการขุดเจาะที่ลดลง ดังนั้นการทราบถึงตำแหน่งของความผิดปรกติทางธรณีวิทยาล่วงหน้าจึงเป็นประโยชน์ต่อการวางแผนความปลอดภัยและแผนปฏิบัติงานขุดเจาะอุโมงค์ ในการศึกษานี้ผู้วิจัยได้ศึกษาความเป็นไปได้ในการนำเทคนิคการตรวจวัดแบบ Tunnel Seismic Prediction มาทำนายตำแหน่ง และขนาดของความผิดปรกติทางธรณีวิทยาบริเวณหน้าอุโมงค์ โดยจำลองการแพร่กระจายคลื่นด้วยวิธี Spectral Element Method ในแบบจำลองชั้นหินที่มีความผิดปรกติทางธรณีวิทยา แล้วนำข้อมูลคลื่นที่สังเคราะห์ได้มาประมวลผลด้วยฟิลเตอร์แบบ F-K และการแปลผลแบบ Kirchhoff’s migration โดยคำนึงถึงทิศทางในการสั่นของคลื่น จากการศึกษาพบว่าวิธีการดังกล่าวช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำนายตำแหน่ง และขนาดของความผิดปรกติทางธรณีวิทยา เมื่อเทียบกับการแปลผลด้วย Kirchhoff’s migration แบบดั้งเดิม

การวิเคราะห์ความน่าเชื่อถือของตอม่อสะพานคอนกรีตเสริมเหล็กโดยพิจารณาความเสื่อมสภาพเนื่องจากผลกระทบของคลอไรด์, เกวลิน เทพสุภรณ์กุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในปัจจุบันการก่อสร้างและบำรุงรักษาสะพานได้มีการนำเทคโนโลยีที่ทันสมัยมาใช้ช่วยในการพัฒนาเป็นจำนวนมาก เพื่อให้มีความสะดวกสบายและความแม่นยำมากยิ่งขึ้น การที่สามารถรู้สภาพความเสียหายและสามารถทำการคาดคะเนความน่าจะเป็นในการชำรุดเสียหายของสะพานได้นั้น จะส่งผลให้เกิดการบำรุงรักษาสะพานได้อย่างทันท่วงที เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการชำรุดและก่อให้เกิดอันตรายแก่ประชาชนผู้ที่สัญจรอยู่บนสะพาน งานวิจัยฉบับนี้จึงทำการวิเคราะห์ความน่าเชื่อถือ (Reliability analysis) ของโครงสร้างตอม่อสะพาน ได้ทำการศึกษากรณีตัวอย่างสะพานข้ามแม่น้ำบริเวณอำเภอเมืองจังหวัดจันทบุรี กม. 330+939.000 ซึ่งมีการใช้งานมายาวนานกว่า 28 ปี ที่ตั้งของสะพานอยู่บริเวณภาคตะวันออกของประเทศไทย มีระยะห่างจากทะเลอ่าวไทยเพียง 15-20 กิโลเมตร ทำให้ปริมาณคลอไรด์มีอิทธิพลต่อการเสื่อมสภาพของโครงสร้างเป็นอย่างมาก การที่เหล็กเสริมถูกกัดกร่อนเนื่องจากคลอไรด์เป็นปัญหาสำคัญที่พบบ่อยในโครงสร้างที่สภาพแวดล้อมอยู่ใกล้ทะเล เมื่ออายุการใช้งานมากขึ้น สะพานและตอม่อสะพานมีโอกาสเกิดการชำรุดเสียหาย ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์การชำรุดของตอม่อสะพานเนื่องจากอิทธิพลของคลอไรด์ โดยใช้โปรแกรม GID จำลองแบบ 3 มิติเสมือนจริง และใช้โปรแกรม ATENA พิจารณาแรงและการโก่งตัวที่เกิดขึ้น ซึ่งใช้หลักการวิเคราะห์ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEM) จากนั้นทำการหาค่าดัชนีความเชื่อมั่น (Reliability Index) ของโครงสร้างตอม่อของสะพาน โดยนำผล FEM มาวิเคราะห์ความเชื่อมั่นของโครงสร้างสะพาน ด้วยโปรแกรม SARA จากการศึกษาพบว่าสามารถนำข้อมูลค่าดัชนีความเชื่อมั่นของโครงสร้าง เพื่อใช้อ้างอิงในการประเมินสภาพปัจจุบันของสะพาน และชี้วัดช่วงเวลาที่ควรทำการบำรุงรักษาต่อไป

Strain Gradient Shear Deformation Microshells: Formulation, Isogeometric Analysis, And Optimization, Toan Minh Le

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The rapid development of micro-electro-mechanical system (MEMS) technology has empowered the fabrication of micro-sized, light weighted, and flexible thin-walled components. Due to the complex inherent physics and costly experiments at the microscale, reliable theoretical and numerical instruments for modeling and assisting the design of these innovative structures become desirable. This thesis, therefore, devotes to proposing a general strain-gradient-based shell model, a robust computational formulation, and efficient optimization approaches for microshells. The heart of the novel microshell model is based on the integration between the complete type-II formulation of Mindlin’s strain gradient elasticity, in which the importance of both strain-gradient and …

A Risk-Based System For Managing Construction Claim Causes: An Integrated Interpretative Structural Modeling And Bayesian Network Approach, Sang Quang Van

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Claims are troublesome and often lead to adverse impacts on construction projects, such as delays, cost overruns, and disputes among contracting parties. Numerous studies have been conducted to improve the understanding of claim causes; however, most previous research works have investigated claim causes individually and ignored the interdependences among claim causes. In addition, the determination of response strategies and methods for claim causes has scarcely been addressed. This research develops a risk-based system for managing claim causes in building construction projects. The main objectives of this research are twofold: (1) to quantify the impacts of claim causes considering their interdependences, …

Impact Of Orthophosphate As A Corrosion Inhibitor And Chloramine Disinfectant On Drinking Water Biofilm Communities, Mitchell Cooke

Theses and Dissertations (Comprehensive)

A drinking water distribution system (DWDS) must maintain conditions within quality standards which assure the effective and safe transport of finished drinking water from treatment plants to the household tap. Although safe to drink, finished water is not sterile, and may contain hundreds of microorganisms in a single milliliter. These microorganisms are present from the source waters, such as lakes, rivers and aquifers, and have passed through early treatment steps. Final treatment steps, such as the maintenance of disinfectant residuals, are used to further minimize viable cells present and focus on the reduction of harmful organisms. Microbial cells entering the …

ประสิทธิภาพในการปิดรอยร้าวของมอร์ตาร์ซ่อมแซมตัวเองที่มีส่วนผสมของสารพอลิเมอร์ดูดซับขั้นพิเศษและไมโครแคปซูลสปอร์ของแบคทีเรียเอ็มไอซีพี, ณัฏฐชัย ทรัพย์วิไล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยตัวเองและผลกระทบของปริมาณไมโครแคปซูลที่บรรจุสปอร์ของแบคทีเรียควบคู่กับสารพอลิเมอร์ดูดซับขั้นพิเศษ (SAP) โดยปริมาณไมโครแคปซูลสปอร์แบคทีเรียถูกควบคุมที่ร้อยละ 0.25, 0.5 และ 1.0 ของน้ำหนักของซีเมนต์ และมีการควบคุมปริมาณสารพอลิเมอร์ดูดซับขั้นพิเศษไว้ที่ร้อยละ 4 ของน้ำหนักซีเมนต์ ในงานวิจัยได้ทำการทดสอบคุณสมบัติเชิงรีโอโลยี ค่ากำลังรับแรงอัดประลัย และทดสอบคุณสมบัติด้านการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยตัวเอง ในรูปแบบของการปิดตัวของรอยร้าว อัตราการไหลของน้ำผ่านรอยร้าว ควบคู่ไปกับการตรวจสอบโครงสร้างระดับจุลภาคด้วยเครื่องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ และการวิเคราะห์ด้วยเครื่องเชิงความร้อน จากผลการศึกษาพบว่ามอร์ตาร์ที่มีการใส่ไมโครแคปซูลแบคทีเรียที่ร้อยละ 1 ของน้ำหนักซีเมนต์ ร่วมกับ SAP จะมีการปิดตัวรอยร้าวในช่วง 3 และ 28 วัน ที่ร้อยละ 49.74 และ ร้อยละ 80.35 ของความกว้างเริ่มต้นตามลำดับ อย่างไรก็ตามอัตราการปิดตัวของรอยร้าวในมอร์ตาร์ที่มีการใส่ไมโครแคปซูลสปอร์แบคทีเรียที่ร้อยละ 1 ของน้ำหนักซีเมนต์ ร่วมกับ SAP หลัง 28 วัน มีประสิทธิภาพการซ่อมแซมที่ต่ำกว่ามอร์ตาร์ที่มีการใส่ไมโครแคปซูลแบคทีเรียที่ร้อยละ 0.25 ของน้ำหนักซีเมนต์ ร่วมกับ SAP แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการปิดตัวของความกว้างรอยร้าวและร้อยละการซึมผ่านของน้ำที่ลดลงได้ดีกว่าประกอบกับมีคุณสมบัติทางกลเทียบเท่ากับมอร์ตาร์ที่มีการใช้วัสดุซ่อมแซ่มเพียง 1 ประเภท ซึ่งกล่าวได้ว่า SAP สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยตัวเองของแบคทีเรียที่ชักนำการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตได้อย่างมีนัยยะสำคัญ ด้วยเหตุนี่จึงสามารถลดปริมาณจำนวนแบคทีเรียในส่วนผสมของคอนกรีต

การวิเคราะห์ผลตอบสนองต่อแผ่นดินไหวของเขื่อนดินถมแบ่งส่วนขนาดใหญ่, ณัฐนนท์ หนุนอนันต์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยชิ้นนี้นำเสนออิทธิพลของการวิเคราะห์แบบไฟไนต์อิลิเมนต์สามมิติของการวิเคราะห์ผลตอบสนองทางแผ่นดินไหวของเขื่อนแม่งัดสมบูรณ์ชล การวิเคราะห์ถูกกระทำเปรียบเทียบระหว่างการวิเคราะห์สามมิติและสองมิติโดยอ้างอิงข้อมูลจากงานวิจัยในอดีต การวิเคราะห์ประกอบไปด้วยการวิเคราะห์ธรณีวิทยาแผ่นดินไหวเชิงความน่าจะเป็นด้วยโปรแกรม R- CRISIS และการวิเคราะห์ไฟไนต์อิลิเมนต์ด้วยโปรแกรม PLAXIS 2D และ PLAXIS 3D ผลการวิจัยที่ได้บ่งชี้ว่า การเคลื่อนตัวในแนวเหนือน้ำ - ท้ายน้ำ จากการวิเคราะห์ทั้งสองกรณีมีค่าใกล้เคียงกัน ในขณะที่ผลการทรุดตัวจากการวิเคราะห์สามมิติมีค่ามากกว่า

ความต้านทานการซึมผ่านคลอไรด์ของมอร์ตาร์ที่ซ่อมแซมรอยร้าวโดยวิธีการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยจุลินทรีย์, นัชชา นพคุณ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการซึมผ่านคลอไรด์ของมอร์ตาร์ที่ได้รับการซ่อมแซมหลังเกิดรอยร้าวโดยใช้แบคทีเรียเอ็มไอซีพีสายพันธุ์ บาซิลลัส สฟีรีคัส ในรูปแบบหยดเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหาร (ปริมาณการหยดเชื้อแบคทีเรียต่อสารอาหารต่อวันเท่ากับ 20:500 µL และ 40:1000 µL) และรูปแบบไมโครแคปซูลสปอร์แบคทีเรีย (1% และ 2% โดยน้ำหนักปูนซีเมนต์) โดยศึกษาความกว้างรอยร้าวที่แตกต่างกัน 2 ขนาด คือ รอยร้าวขนาดไม่มากกว่า 175 µm และขนาดที่มากกว่า 175 แต่น้อยกว่า 350 µm จากการทดสอบพบว่าค่าการไหลแผ่ของมอร์ตาร์ที่ไม่ใช้แบคทีเรียเป็นไปตามมาตรฐานและต่ำกว่ากลุ่มมอร์ตาร์ที่ใช้รูปแบบไมโครแคปซูลถึง 12.0-14.6% จากนั้นหลังบ่มน้ำครบ 28 วัน นำไปทดสอบกำลังรับแรงอัด มอร์ตาร์ที่ไม่ใช้แบคทีเรียมีค่ากำลังรับแรงอัด 43.3 MPa สูงกว่ากลุ่มใช้รูปแบบไมโครแคปซูลถึง 15.1-23.8% จากนั้นหลังสร้างรอยร้าวบนชิ้นตัวอย่าง ทดสอบประสิทธิภาพการซ่อมแซมรอยร้าว โดยให้อยู่ภายใต้สภาวะเปียกสลับแห้งเป็นจำนวน 14 รอบ (1 รอบ = 48 ชั่วโมง) กลุ่มที่ใช้รูปแบบการหยดเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหารจะให้สัดส่วนการซ่อมแซมรอยร้าวสูงที่สุด ทั้งในรอยร้าวขนาดเล็กและใหญ่ โดยมีสัดส่วนการซ่อมแซม เท่ากับ 100% และ 62.1% ตามลำดับ ถัดมาในกลุ่มที่ใช้รูปแบบไมโครแคปซูล พบว่าการซ่อมแซมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วง 4 รอบแรกของการซ่อมแซม และเพิ่มขึ้นอย่างคงที่จนครบกำหนดการซ่อมแซม โดยสามารถซ่อมแซมรอยร้าวได้ 72.7% และ 47.7% สำหรับรอยร้าวขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ตามลำดับ ในขณะที่กลุ่มที่ไม่ได้ใช้แบคทีเรียซ่อมแซมมีสัดส่วนการซ่อมแซมรอยร้างเพียง 17.8% และ 13.9%สำหรับรอยร้าวขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ตามลำดับ จากนั้นได้นำชิ้นตัวอย่างมาทดสอบความต้านทานการซึมผ่านของคลอไรด์ พบว่า เมื่อสัดส่วนการซ่อมแซมรอยร้าวมากมีแนวโน้มทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านคลอไรด์ลดน้อยลง อาทิ กลุ่มที่ใช้รูปแบบเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหารมาก (40:1000 µL) ในรอยร้าวขนาดเล็กที่ซ่อมแซมได้ 100% มีสัมประสิทธิ์การซึมผ่านคลอไรด์ใกล้เคียงกับกลุ่มมอร์ตาร์ธรรมดาที่ไม่มีรอยร้าว รวมถึงปัจจัยสำคัญอื่นที่ส่งผลต่อการซึมผ่านของคลอไรด์ ได้แก่ ความกว้างรอยร้าวที่เหลืออยู่หลังการซ่อมแซม ความสามารถในการซ่อมแซมรอยร้าวตลอดความลึกภายในเนื้อมอร์ตาร์ และสารอาหารที่ใส่ลงขณะผสมที่ทำให้เกิดรูโพรงภายในเนื้อมอร์ตาร์ ปัจจัยเหล่านี้พบในกลุ่มตัวอย่างที่ใช้รูปแบบไมโครแคปซูล จึงส่งผลให้มีค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านคลอไรด์ที่สูงกว่ากลุ่มที่ใช้รูปแบบหยดเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหาร

Investigation Of The Experimental And Numerical Flexural Behavior Of Innovative Totally Encased Composite Beams, Nour Wehbi, Adnan Masri, Oussama Baalbaki

BAU Journal - Science and Technology

Composite steel-concrete beams have been widely used in long span construction and high rise buildings due to their favorable behavior in terms of high strength, stiffness, and ductility. In this research, the flexural behavior of an innovative steel-concrete composite section is investigated experimentally and verified numerically using ABAQUS software. The studied section is composed of steel tubular specimen or steel hollow pipe totally encased in concrete in the absence of any flexural or shear reinforcement. Instead, steel mesh wraps are used around the tubular steel specimen to provide sufficient steel-concrete bond. All of the studied beams have the same 3m …

Trajectory Optimization For Connected And Autonomous Vehicle Platooning And Split Operations: Modeling And Experiments, Qianwen Li

USF Tampa Graduate Theses and Dissertations

Emerging connected and autonomous vehicle (CAV) platoon technology holds great potential in improving mobility, enhancing riding comfort, reducing fuel consumption, and mitigating congestion. It reduces car-following gaps via cyber connections. Further, it smooths vehicle trajectories via automated control. Smoothed trajectories and improved aerodynamic efficiency from reduced car-following gaps improve fuel and space efficiency, thus improving traffic performance.

Motivated by such promising advantages, this dissertation investigates trajectory optimization for two basic CAV platoon operations, i.e., platooning and split, which are the premise to implement this technology to benefit society. Two two-stage optimization problems are formulated to solve the platooning and split …

A Variable Stiffness Energy Dissipation Device For Vibration Control Of Steel Frames, Tie Zheng

Dissertations - ALL

Structures without energy dissipation devices rely primarily on plastic or inelastic deformations to dissipate energy from earthquakes. As a result, the amount of inelastic deformations and damage level will increase as the earthquake severity increases. However, structures equipped with energy dissipation devices are expected to experience less inelastic deformations and so their safety and integrity can be better preserved.In this research, a new device called the variable stiffness energy dissipation device is conceptualized and numerically studied. Using nonlinear time history analysis, results are obtained to illustrate the effectiveness of the proposed device in enhancing the seismic performance of shear and …