ریزشمع لوله فلزی مشبک با قطر کمتر از 300 میلی متر می باشد، که تا عمق مورد نظر در زمین کوبیده یا حفاری می شود سپس عملیات تزریق دوغاب که شامل سیمان، آب و افزودنیهای مختلف است انجام میگیرد. با توجه به عمق و جنس زمین، دوغاب تحت فشار 5 تا 25 بار تزریق می شود. با توجه به نحوهی عملکرد، ریز شمع ها به دو دستهی باربر و تحکیمی تقسیم میشوند. ریز شمع های باربر برای تحمل بارهای فشاری، کششی و یا جانبی به کار میروند و به خوبی میتوانند جایگزین شمعهای بتنی و فولادی کوبیدنی و در جا شوند. ریزشمع های باربر با اتصال به فونداسیون برای تحمل بارهای وارده، کاهش نشست، مقاوم سازی لرزهای ابنیه موجود، افزایش ظرفیت باربری فونداسیون های موجود، بلند کردن و تراز کردن سازه های موجود و پایداری شیروانی ها به کار می روند. ریزشمع های تحکیمی معمولاً عملکرد تسلیح خاک را دارد و با ایجاد یک اسکلت جدید از خاک و دوغاب تزریق شده بهبود خواص ژئوتکنیکی و پارامترهای مقاومتی، بهسازی خاکهای مسأله دار(خاکهای سست، واگرا و...)، افزایش ظرفیت باربری، کاهش نشست، کنترل تراوش، پایدارسازی شیروانی ها و گود برداریها به کار برده می شوند. این تحقیق ابتدا به بررسی موضوع و جمع آوری اطلاعات راجع به ریز شمع، چگونگی عملکرد آن در بهبود خاک زیر فونداسیون و نحوهی افزایش ظرفیت باربری توسط ریزشمع پرداخته است. در ادامه به تشریح مراحل طراحی ریزشمع اشاره شده است. (fhwa-sa-97- برای فونداسیون سازه ها طبق دستورالعمل وزارت راه امریکا ( 70 در ادامه این پایان نامه به بررسی مطالعات موردی انجام گرفته بر روی ریزشمع پرداخته شده است و آزمایشات انجام گرفته بر روی ریزشمع در زمین های مختلف مورد ارزیابی و تحلیل قرار گرفته است. پرداخته و نحوه مدل سازی و تحلیل ریزشمع توسط این نرم plaxis 3d foundation در نهایت به معرفی نرم افزار بیان شده است. پس از مقایسه جوابهای حاصل از مدل سازی با نتایج واقعی حاصل از آزمایش بر روی ریزشمع، به و قطر ریزشمع در ظرفیت باربری ریزشمع ? ، c مطالعات پارامتریک پرداخته و نحوهی اثر پارامترهای مختلف از جمله مورد ارزیابی قرار گرفته است.

روشهای عددی سهم عمده ای در حل مسائل مختلف دارند . در این بین،المان محدود و تفاضل محدود بسیار رایج تر از موارد مشابه می باشند. سه مدل flac,plaxis،,وseep/w بر اساس روشهای فوق مسائل را انالیز میکنند که در این پژوهش، به کمک آنها،مسئله تراوش در سد کرخه بررسی شده است.

اصلاح خاک برای رسیدن به خاکی با خصوصیات مهندسی بهتر و وضعیت قابل قبولتر امروزه به صورت روزافزونی در دنیا در حال پیشرفت می باشد از همین رو تکنیک هایی برای اصلاح خاک به وجود آمده که می توان به روشهای پیش بارگذاری و زه کشی،متراکم کردن،خاک مسلح و تثبیت خاک با مواد افزودنی اشاره کرد.استفاده از سیمان به عنوان یک ماده افزودنی به دو روش سطحی و روشهای اختلاط عمیق به کار گرفته شده است. مقایسه روشهای تهیه نمونه های خاک-سیمان،خاک-آهک و خاک- آهک-سیمان روی خصوصیات مکانیکی و هیدرولیکی خاکهای رسی هدف این تحقیق است. بدین منظور مخلوطی با 60درصد خاک رس-بنتونیت-و40درصد ماسه بادی-ماسه بادی بدین منظور استفاده شده است که حد روانی بنتونیت را به سطح مطلوب برساند-مورد استفاده قرار گرفته است.حد روانی مخلوط ماسه بادی و بنتونیت در این تحقیق 132 بدست آمده است. سپس به هر یک از مخلوط ها در حالتهای خشک و تر 2 ، 4 ،6،8و 10 درصد وزن خشک خاک به ترتیب سیمان،آهک وسیمان-آهک اضافه می شود. هر یک از مخلوط ها درون قالبی از لوله های پولیکا در رطوبت حد روانی خاک مورد تحقیق ریخته شده اند و به مدت 7،14و28 روز عمل آوری می شوند. سپس نمونه ها از قالب خارج می شوند و بر روی آنها آزمایش های مقاومت فشاری محصور نشده و آزمایش تحکیم با بار پله ای ثابت انجام می شود. بررسی تغییرات پارامتر های بدست آمده از نتایج آزمایشگاهی از قبیل مقاومت فشاری، نفوذپذیری، تنش بیش تحکیمی، تخلخل و غیره نشان از تاثیر نحوه اختلاط به صورت خشک و تر را می دهد به گونه ای در مقاومت فشاری زمانی که آهک تثبیت کننده باشد نتایج اختلاط خشک بهتر از نتایج اختلاط تر می باشد و زمانی که سیمان تثبیت کننده باشد اختلاط تر نتیجه بهتری نسبت به اختلاط خشک می دهد و زمانی که تثبیت کننده ترکیب سیمان-آهک باشد تفاوتی بین هر دو اختلاط دیده نمی شود.

بر خلاف ماسه های تمیز رفتار ماسه های حاوی ریزدانه پیچیدگی هایی دارد که دست یابی دانشمندان را به یک چارچوب کلی هماهنگ برای بررسی آنها دشوار ساخته و این مسأله را به طور اساسی فرا روی محققین امروزی قرار داده است. در این تحقیق تأثیر افزایش درصد رس و همچنین دانه بندی ماسه بر روی رفتار و خصوصیات مخلوط های پیش تحکیم یافته ماسه – رس بررسی شد. یکی از پارامترهای خاک های پیش تحکیم یافته پارامتر m می باشد که مقاومت برشی زهکشی شده آنها را توسط رابطه ?_((oc))=?_((nc)).?(ocr)?^(1-m) به مقاومت برشی زهکشی شده ترکیبات مشابه در حالت عادی تحکیم یافته ربط می دهد. لذا، در این پژوهش علاوه بر بررسی تأثیر مقدار ریزدانه های رسی و دانه بندی ماسه بر روی مقاومت برشی زهکشی شده مخلوط های ماسه – رس، تأثیر این عوامل بر روی پارامتر m نیز مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که در یک دانه بندی ماسه با افزایش درصد رس مقاومت برشی کاهش و مقدار m نیز کاهش می یابد. همچنین در یک درصد رس ثابت با کاهش اندازه دانه های ماسه مقاومت برشی و پارامتر m کاهش می یابند.

با توجه به رشد روز افزون تولید خودرو و به موازات آن افزایش میزان تایرهای فرسوده، مشکلات زیست محیطی به وجود آمده و همچنین وزن کم و ظرفیت بالای استهلاک انرژی ذرات لاستیک، می توان از آن برای مقاصدی از جمله کاهش نیروی زلزله و جذب ارتعاشات استفاده نمود. هنگامی که زلزله رخ می دهد، انرژی ایجاد شده از طریق امواج مختلف به سطح زمین می رسند. برای کاهش خرابی های ناشی از زلزله و جلوگیری از دیگر اثرات زیانبار آن همچون روانگرایی، رانش زمین و... نیازمند شناخت دقیق رفتار زلزله از لحظه ایجاد تا رسیدن به سطح زمین هستیم.علاوه بر آن به درک صحیحی از خاک به عنوان محیطی که زلزله در آن منتشر می شود نیازمندیم تا بتوانیم زلزله را به طور دقیق تر تحلیل و بررسی کنیم. تجزیه وتحلیل زلزله بدون دانستن پارامترهای دینامیکی خاک ممکن نمی باشد. نسبت میرایی و ضریب برشی خاک از جمله ی این پارامترها هستند. در این تحقیق تاثیر افزودن پودر لاستیک های فرسوده بر خصوصیات دینامیکی خاک های ماسه ای مورد بررسی قرار گرفته است. خاک ماسه ای مورد بررسی در این تحقیق با مقادیر 0 ، 10 ، 20 ، 30 و 40 درصد وزنی از پودر لاستیک ترکیب شده و برای هر ترکیبی آزمایش ها در 5 فشار همه جانبه مختلف انجام شده که اعمال فشارهای همه جانبه مختلف، جهت بررسی اثر بارگذاری سیکلی روی رفتار خاک در عمق های متفاوت می باشد. برخی از مهمترین نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که افزایش درصد پودر لاستیک موجب کاهش مدول برشی و افزایش نسبت میرایی در یک فشار همه جانبه می گردد و همچنین با بالا رفتن فشار همه جانبه در یک ترکیب خاک با پودر لاستیک، افزایش مدول برشی و کاهش نسبت میرایی حاصل می شود.

هنگامی‏که خاک دراثرزلزله تحت ارتعاش قرار می گیرد خصوصیات و پارامترهای آن دچار تغییر می شوند. برای کاهش خرابی های ناشی از زلزله نیاز به شناخت دقیق و درک صحیحی از خاک به عنوان محیطی که زلزله در آن انتشار می یابد وجود دارد. پارامترهای دینامیکی خاک در این زمینه نقش اصلی را دارند که از جمله این پارامترها ضریب برشی و نسبت میرایی است. مطالعه خاک اشباع به طور مکرر مورد بررسی قرار گرفته است از این رو در این تحقیق روی خاک غیراشباع آزمایش هایی صورت گرفته است با توجه به اینکه خاک نزدیک به سطح زمین در هنگام وقوع زلزله غیراشباع می باشد. پارامترهای دینامیکی خاک را میتوان از آزمایشات آزمایشگاهی و هم آزمایش های در محل بدست آورد. در آزمایشگاه با اعمال بارهای سیکلی در فرکانس های مختلف و با ثبت تنش و کرنش میتوان پارامترهایی از جمله مدول برشی و نسبت میرایی خاک را بدست آورد. در این کار سعی خواهد شد با انجام آزمایش های سیکلیک تأثیر ریزدانه را روی خصوصیات دینامیکی خاک های ماسه ای مانند ضریب میرایی و مدول برشی بررسی گردد. نتایج آزمایش نشان می ‏دهد که تحت بارهای سیکلی وارده خاک خوب دانه بندی شده مدول برشی بیشتری نسبت به خاک یکنواخت دارد؛ و همچنین افزایش درصد ریزدانه باعث کاهش مدول برشی و میرایی نمونه میشود.

امروزه محدودیت منابع قرضه با دانه بندی مناسب در فعالیت های رایج مهندسی، باعث رواج هر چه بیشتر استفاده از دانه های شنی با اندازه های گوناگون از شن ریز تا درشت و تا مرز قلوه سنگ در خاکریزها شده است. به کارگیری چنین ذرات درشت دانه ای در شیب ها و خاکریز ها مستلزم در نظر گرفتن تأثیرات آنها در مخلوط با خاک های ریزتر است. برای مثال تعیین متغیرهای مقاومتی و تغییر شکل چنین مخلوط هایی برای تعیین پایداری شیروانی ها، شیب پوسته سد های خاکی و زمین لغزه ها ضروری است. از سوی دیگر در بسیاری از موارد خاک ساختگاهی که با آن سروکار داریم به صورت ترکیبی از شن دانه ها در خمیره ای از ذرات رسی است. در انواع سازه های خاکی و یا سازه هایی که بر روی خاک بنا می شوند، مهندسین ژئوتکنیک با طیف متنوعی از خاک ها روبرو هستند. این طیف، گستره ی وسیعی از خاکهای چسبنده تا دانه ای را پوشش میدهد. بطوریکه خاکهایی با خصوصیات بین این دو نوع خاک از وسعت بیشتری در طبیعت برخوردارند. در بسیاری از آزمایشگاه های مکانیک خاک کشور، محدودیت ابعاد دستگاه های آزمایشگاهی متعارف مانع از انجام آزمایش بر روی نمونه های با ابعاد درشت میشود. و دانه بندی خاک های نمونه برداری شده، با حذف بخش مهمی از دانه های درشت آن، اصلاح شده و آزمایش برش مستقیم با جعبه ی کوچک 60*60 میلیمتر بر روی آنها انجام داده می شود. در نتیجه با این اصلاح دانه بندی، درصد ریز دانه ی خاک افزایش یافته و بخاطر حساسیت زیاد بخش ریزتر از الک 200 از خاک یا همان ریزدانه ی خاک به تغییرات رطوبت، مقاومت برشی از خاک به میزان زیادی تابع شرایط رطوبت و سرعت آزمایش می شود و مقادیر اندازه گیری شده تفاوت زیادی نسبت به مقاومت برشی واقعی خاک نشان می دهند در این پژوهش تلاش کردیم با استفاده از دستگاه برش مستقیم بزرگ مقیاس تأثیر اندازه شن دانه و میزان رس بر رفتار مکانیکی مخلوط های شن – رس مشخص شود. با توجه به این که رفتار خاک های درشت دانه که حاوی مقادیر مختلفی ریزدانه هستند پیچیدگی هایی دارد که دست یابی دانشنمندان به یک چارچوب کلی هماهنگ را برای بررسی آنها دشوار ساخته و این مسئله را به طور اساسی فرا روی محققین امروزی قرار داده است. با توجه به بررسی ها و تحقیقات انجام گرفته در گذشته، در این پایان نامه سعی بر آن است که تأثیر افزایش میزان رس بر روی مقاوت برشی مخلوط های شن – رس و همچنین اثر دانه بندی بر روی رفتار این گونه خاک ها بررسی شود. به همین منظور با تهیه مخلوط های با درصدهای ترکیبی مختلف و با انجام آزمایشات متعدد به بررسی اثر این دو موضوع بر روی مقاومت برشی و خصوصیات دیگر آنها پرداخته می شود.

نظر به اهمیت خاک در پروژه های عمرانی از قبیل زیرسازی جاده ها، پوشش کانالهای آبیاری و سازه های مرتبط با آن و غیره، بهسازی خاک جهت بهبود خصوصیات فیزیکی و مکانیکی آن مدت های طولانی مورد علاقه متخصصین ژئوتکنیک بوده است. در این خصوص روش های مختلفی از جمله مخلوط کردن خاک با مصالح دیگر مانند آهک یا سیمان مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به اینکه مخلوط کردن خاک، تنها با آهک یا سیمان ممکن است خصوصیات ژئوتکنیکی لازم برای اجرای پروژه را در بر نداشته باشد، لذا امروزه علاوه بر این مصالح از مصالح و مواد افزودنی دیگر مانند ماسه و یا مواد پلیمری استفاده می شود. در این تحقیق تاثیر افزایش ماسه بادی بر روی خصوصیات مقاومتی مخلوط خاک-آهک مورد بررسی قرار گرفته است. خاک در نسبت های اختلاط مختلف به صورت همزمان با درصدهای 0%، 3%، 5%، 7% و 9% آهک و 0%، 5%، 10% و 15% ماسه بادی مخلوط و در هر نسبت اختلاط اقدام به تهیه نمونه با استفاده از روش تراکم استاتیکی گردید. نمونه ها بعد از قرار گرفتن در 3دوره نگهداری 7، 14 و 28 روزه در شرایط اشباع و دمای 25 درجه سانتیگراد مورد آزمایش تک محوری قرار گرفتند. برخی از مهمترین نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد افزایش ماسه بادی به تنهایی تاثیری در خصوصیات مقاومتی خاک ندارد. اما همراه با آهک توانست خصوصیات آنرا به نحو چشمگیری توسعه دهد. ماکزیمم مقاومت محوری و مدول الاستیسیته خاک در نسبت اختلاط 7%آهک و 10%ماسه بادی حاصل شد.

شمع های درجاریز بتنی فرورفته در سنگ به طور گسترده ای برای انتقال بارهای سنگین از قبیل پل ها، ساختمان های بلند و چند طبقه، آزادراههای بلند، ساختمانهای صنعتی، سکوهای نفتی و گازی، سازه های ساحلی و ... از خاک های ضعیف سطحی به سنگ بستر به کار می روند. علاوه بر شرایط کم بودن مقاومت خاک های سطحی، وجود نشست مجاز کم نیز می تواند دلیلی بر استفاده از شمع های فرورفته در سنگ باشد. در طی سال های اخیر گرایش به استفاده از این فنداسیون ها در نقاط مختلف جهان گسترش یافته است. در این تحقیق ابتدا به بررسی روابط تجربی موجود برای یافتن مقاومت جدار و مقاومت نوک که اجزای باربر سوکت پایل به شمار می آیند پرداخته، سپس روابطی برای یافتن نشست این فنداسیون ها ارائه می شود. در نهایت روش هایی برای تحلیل و طراحی و چگونگی انتقال بار از سازه به سنگ اطراف بیان می شود. از میان روش های طراحی موجود روش طراحی رو و آرمیتاج و جهت بررسی چگونگی انتقال بار روش های انیل و حسن و کیم و همکاران انتخاب شده است. در ادامه این پایان نامه به معرفی نرم افزار اجزای محدود پلاکسیس پرداخته و نحوه مدل سازی و تحلیل سوکت پایل بوسیله این نرم افزار بیان می شود. جهت صحت سنجی در این بخش ضرائب تاثیر نشست و سهم بار حمل شده در نوک نسبت به بار اعمال شده برای زمانی که رفتار سطح مشترک الاستیک باشد، با استفاده از نرم افزار پلاکسیس بدست آمده و با گراف های رو و آرمیتاج مقایسه شده اند. به همین منظور خروجی این نرم افزار با آزمایش های بار شمع و هم چنین مقایسه گردیده است. rocket خروجی مهمترین نرم افزار تخصصی در این زمینه به نام 97 پس از ارائه روش های تجربی و عددی به طراحی سوکت پایل برای احداث مصلی مهدیه اهواز به کمک روشهای فوق پرداخته و سپس نتایج این روشها با یکدیگر مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. همچنین در این پایان نامه روش های انتقال بار محوری از سوکت پایل به سنگ احاطه کننده آن توسط نرم افزار پلاکسیس به دست آمده و با روشهای انیل و حسن و کیم و همکاران مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که روش های تجربی و عددی استفاده شده در این پایان نامه انطباق بسیار خوبی با یکدیگر دارند ولی بنا به مزیت هایی چون سرعت، دقت و مطالعات بر روی پارامترهای موجود در طراحی استفاده از روش های عددی ارجحیت دارد.