مطالبی که در این رساله ارایه می گردد مجموعه مباحثی است پیرامون انجام یک سری آزمایشات مدلسازی بر روی میزلرزه در ارتباط با ماسه ریزدانه مسلح با الیاف موکت که به صورت تصادفی توزیع گردیده اند randomly distributed fiber reinforcement در این نوع خاک مسلح الیاف و تریشه های کوتاه و بلند ژیوتکستایل که از نظر مواد تشکیل دهنده و ترکیبات کاملا مشابه الیاف موکت می باشد با خاکهای دانه ای ریزاده (مثل ماسه ریزدانه تویورا که عموما دارای دانه بندی یکنواخت می باشد مخلوط و سپس متراکم گردیده و در نتیجه محیطی مرکب composite با مقاومت و شکل پذیری بهبود یافته حاصل می شود این رشته ها را می توان از برش دادن مواد پلیمری –الیافی (مثل موکت یا ژیوتکستایل ) تولید نمود بر اساس بر اساس بررسی بعمل آمده در چرخه تولید و مصرف موکت در اثر برشکاری تولیدات بیش از 5%آنها بشکل نوارهای باریک و غیر قابل استفاده در می آید که عموما بصورت ضایعات دور ریخته می شوند. الیاف اعم از موکت از نظر وزنی فقط بخش کوچکی از زایدات صنعتی را تشکیل می دهند منتهی از آنجایی که این نوع الیاف حجیم بوده و دارای تخلخل بالا می باشند از نظر حجمی فضای زیادی زا مراکز دفن زباله ها را اشغال می کنند با توجه به ارزش بالای موکت در کشورهای صنعتی و همچنین افزاش نگرانی های عمومی در ارتباط با محیط زیست و شیرابه های سمی حاصل از مراکز دفن تولید کنندگان همواره دنبال راه حلی مناسب برای استفاده بهینه و کاربردی از این زایدات بوده اند تسلیح خاک همواره به عنوان روشی نوین در بهبود خواص مقاومتی خاک محسوب شده است بنابراین با استفاده از این الیاف در تسلیح خاک می توان از آنها به عنوان مصالحی با ارزش افزوده بهره گرفت. برای تحقیق ایده مورد نظر ابتدا تحقیقات نظری و کارهای آزمایشگاهی که توسط محققین دیگر در این زمینه انجام شده است مطالعه بررسی و جمع بندی شده است سپس انواع سیستم مدل فیزیکی و آزمایشات مربوط به آن مشخص گردیده و براساس آنها مراحل مختلف تحقیق انجام شده است: 1-آزمایشهای جعبه لایه ای: این آزمایشات بمظور تعیین پارامترهای دینامیکی خاک مسلح اعم از مدول برشی معادل و نسبت میرایی انجام گرفته است و مشتمل بر تعداد پنج عدد مدل زمین مسطح از ماسه مسلح با الیاف و همچنین غیر مسلح در جعبه لایه ای laminar box می باشد در این آزمایشات اثر درصد وزنی الیاف با طول و نسبت اضلاع ثابت بر روی خواص دینامیکی ماسه مسلح بررسی گردید بدین منظور الیاف با نسبت اضلاع 9 در چهار درصد وزنی مختلف با ماسه ریزدانه تویورا مخلوط شده و سپس از مدلسازی مورد آزمایش میزلرزه قرار گرفتند. 2-آزمایشات جعبه صلب: این آزمایشات در قالب مدلسازی فیزیکی دیوار حایل سپری که پشت آن توسط ماسه ریزدانه مسملح پر گردیده است می باشد تعداد هشت عدد آزمایش مدلسازی میزلرزه در مقایس کوچک و در شرایط جاذبه زمین انجام گرفت. در این سری از آزمایشات به بررسی اثر پارامترهای مختلف تاثیر گذار بر رفتار خاک مسلح اعم از درصد وزنی الیاف نسبت اضلاع و همچنین طول و روش تسلیح پرداخته شده است در این آزمایشات از الیاف در سه طول و سه درصد وزنی مختلف به منظور تسلیح ماسه ریزدانه تویورا بهره گرفته شد. علاوه بر این یک مدل نیز به صورت تسلیح منظم یا سیستماتیک ساخته شده و مورد آزمایش میزلرزه قرار گرفت. بطور خلاصه از جمع بندی نتایج بدست آمده از آزمایشهای مدلسازی فیزیکی میزلرزه و تجزیه و تحلیل آنها در قالب برنامه نویسی در محیط matlab موارد زیر استنتاج گردیده است با بالا رفتن درصد وزنی الیاف ژیوتکستال در نسبت اضلاع ثابت رفتار دینامیکی مدلهای سپری حایل ماسه مسلح بهبود یافته است. این تغییر رفتار به شیوه های مختلف اعم از کاهش جابجایی افقی ماسه پشت سپری چرخش جابجایی افقی سپری افزایش سختی برشی معادل مصالح و کاهش ضریب بزرگنمایی شتاب ورودی بروز می نماید. با بالا رفتن نسبت اضلاع الیاف به دلیل افزایش سطح تماس موثر بین الیاف و دانه های ماسه و نهایتا اندرکنش بهتر بین ذرات رفتار دینامیکی ماسه مسلح بهبود می یابد. بر پایه مدلهای فیزیکی ساخته شده در دستگاه میزلرزه بطور کلی می توان ادعا نمود که یکی از روشهای موثر و کارامد در بهبود بخشیدن خواص دینامیکی خاکها و بهسازی خاکهای مسیله دار اختلاط آنها با الیاف و رشته های پلیمری از جمله تریشه های موکت می باشد.

تراکم دینامیکی یکی از روشهای بهسازی عمیق خاک می باشد با توجه به گسترش و پیشرفتهای علمی در جهان و ساخت سازه ها بنادر و اسکله ها بزرگ در مناطق مختلف نیاز به بستر مناسب و ایمن احساس می شود کشور ما نیز از این مسیله مستثنی نمی باشد با توجه به گسترش زیاد مرزهای ایران در مناطق ساحلی و توسعه بندرسازی و اسکله سازی و مشکل دار بودن خاک در این مناطق بکی از بهترین گزینه ها برای ایجاد بستر مناسب استفاده از تراکم دینامیکی به عنوان روش بهسازی عمیق خاک است در این پایان نامه به بررسی روش تراکم دینامیکی پرداخته می شود روشی که در حال حاضر برای طراحی تراکم دینامیکی استفاده می شود مبتنی بر تجربیات گذشته است که پس از طرح اولیه با روش آزمون و خطا طرح نهایی بدست می آید هر چه طرح اولیه به واقعیت نزدیکتر باشد انجام پروژه اقتصادی تر می شود به علت وجود خاکها با پارامترهای مختلف مشخص شدن تاثیر هر یک در استفاده از تراکم دینامیکی باعث می شود ایجاد طرح اولیه مناسب تر گردد یکی دیگر از مسایل مهم حین استفاده از تراکم دینامیکی شرایط محیطی حاکم بر این مورد می باشد ممکن است حین اجرای تراکم دینامیکی با ایجاد امواج سطحی سازه های اطراف دچار آسیب و خسارت شوند در این پایان نامه به این مورد مهم نیز پرداخته شده است.

گسترش شهرها نیازمند اجرای پروژه های عمرانی است که بنحوی با مساله گودبرداری مرتبط است در گودبرداریهای مناطق شهری از سیستم های نگهبان گود جهت مخافظت سازه های مجاور استفاده می شود که این سیستم های نگهبان انواع مختلفی دارند اما با وجود این در اکثر گودبرداریهای انجام شده رعایت نکات فنی و مهندسی انجام نمی گرفته است و در بسیاری موارد شاهد مساول عدیده ای از جمله خرابیهای کلی و جزیی ساختمان مجاور گود بودهایم. در این پایان نامه سعی شده ضمن بررسی انواع روشهای گودبرداری در جهان یکی از متداولترین روشهای مهاربندی گود یعنی حفاظت گود با مهار مایل مورد بررسی قرار می گیرد و سپس یکی از روشهای اجرای گود که در شهر تهران بسیار متداول است یعنی نصب مهارهای مایل متکی به ساختمان دیگر بدون سازه ها نگهبان مورد بررسی قرار می گیرد . در ابطه با سیستم مهار مایل روشهای تجربی مستندی وجود ندارد لذا در این پایان نامه سعی شده گودبرداری بصورت مدلسازی عددی به کمک نرم افزار ژیوتکنیکی plaxis نسخه 2/7 بمنظور اصلاح این روش سنتی مورد بررسی و تحلیل قرار گیرد مطالعه پارامتریک با هدف بررسی رفتار مکانیزم و میزان تاثیر این سیستم روی میزان تغییر شکلهای بوجود آمده در توده خاک اطراف گود انجام شده که منجر به درک بهتری از مساله گودبرداری اثرات ناشی از آن و اهمیت برخورد اصولی و اجرای گودبرداری به روش مهار مایل می شود و در پایان مراحل طراحی و نمودارهای طراحی برای این مهارها ارایه شده است.

یکی از مهمترین مشکلات در راههای کشورمان و دیگر کشورهای دنیا وجود خاکهای گچ دار در بستر، زیراساس و اساس راههاست که با واکنش با هیدروکسید کلسیم و آلومینیوم آزاد دورن خاک یا آبهای زیرزمینی و یا هر دو موجبات تشکیل اترینگایت و تاماسیت که دو کانی متورم شونده هستند را فراهم می آورد. سپس این کانی ها با جذب آب متورم شده و بر اثر تورم آنها خرابی روسازه ومسیر اتفاق خواهد افتاد. این پایان نامه خواهد کوشید تا در مرحله اول به جمع آوری و بحث در مورد دست آوردهای دیگر محققین در این زمینه بپردازد و در مرحله دوم می کوشد تا به این سوال که آیا استفاده از روش دوبل اصلاح خاک با آهک می تواند روش موثری در اصلاح خاکهای گچ دار در درصدهای پایین سولفات باشد، پاسخ دهد.

یک مطالعه تجربی بر روی ظرفیت باربری و مشخصات نشست پی های مربعی واقع بر خاک رس مسلح شده با ژئوگرید انجام شده است . عملکرد خاک مسلح شده با ژئوگرید متی به تحریک مقاومت برشی تماسی و مقاومت پاسیوبین خاک و المانهای مسلح کننده می باشد. این معیار نوعا استفاده از خاکهای ریزدانه بعنوان مصالح خاکریز را در سازه های خاک مسلح منتفی می کند. در این مطالعه با کاربرد تکنیک ساندویجی، لایه نازی از ماسه در اطراف ژئوگرید قرار داده شد. بررسی میزان تاثیر این لایه ماسه ای بر ظرفیت باربری و نشست خاک مسلح شده با ژئوگرید و ضخامت بهینه آن، پارامتر اصلی این تحقیق بود. آزمایشها بر روی دو مدل آزمایشگاهی بزرگ مقیاس و کوچک مقیاس انجام شدند. در مدل بزرگ ، عرض پی برابر 19 سانتی متر و ابعاد نمونه ها 100×100×45 سانتی متر بود و نمونه ها با یک لایه ژئوگرید که در فاصله 0.3b (bعرض پی) از زیر پی قرار داشت مسلح شده و بروش غرقاب کردن اشباع شدنده. آزمایشها بروش کنترل تنش انجام شدند و بار بوسیله جک هیدرولیکی و بصورت پله ای به روشی مشابه با آزمایش بارگذاری صفحه به پی اعمال شد. هر پله بار بمدت 30 دقیقه ثابت نگه داشته شد. در هر مرحله نشست پی بوسیله دو گیج عقربه ای که بر روی قطر پی نصب شده بودند اندازه گیری شد. بارگذاری تا زمانی که خاک گسیخته شده یا نشست پی به 5 سانتی متر برسد ادامه داده شد. در مدل کوچک ، عرض پی برابر با 3/7 سانتی متر و ابعاد نمونه ها 12×15×15 سانتی متر بود و نمونه ها با یک لایه ژئوگرید که در فاصله 0.4b از زیر پی قرار داشت مسلح شدند. نمونه ها با درصد رطوبتی معین (بین حد خمیری و حد روانی) طوری ساخته شدند که اشباع باشند. آزمایشها به روش کنترل کرنش انجام شدند و بار بوسیله دستگاه آزمایش تک محوری با نرخ 1/5 میلی متر در دقیقه به پی اعمال شد تا زمانی که نمونه گسیخته شود یا نشست آن به 1/5 میلیمتر برسد. تمام آزمایشها بر روی نمونه های اشباع و تحت شرایط تقریبا زهکشی نشده که بحرانی ترین حالت برای پایداری خاکهای رسب می باشد انجام شدند. نتایج نشان دادند که حضور لنز ماسه ای باعث افزایش ظرفیت باربری نهائی و کاهش نشست خاک مسلح شده با ژئوگرید می شود و ضخامت بهینه آن برای شرایط این تحقیق در حدود 3 سانتیمتر بدست آمد. همچنین آزمایشها نشان دادند که روش اشباع کردن نمونه ها تاثیر قابل توجهی بر نتایج دارد

نقش آهک در تثبیت و پایداری خاکهای ریزدانه از زمانهای بسیار قدیم شناخته شده است. اما در بسیاری از پروژه های انجام شده در دو دهه گذشته بعلت حضور سولفاتهای قابل حل در خاک، استفاده از آهک نه تنها موثر واقع نشده بلکه با ایجاد تورم، بالا زدگی و کاهش مقاومت خاک خسارات زیادی رسانده است.آنچه در این تحقیق انجام گرفت استفاده از یک خاک رسی با پلاستیسیته پائین ‏‎(cl)‎‏ و اختلاط آن با در صدهای مختلف گچ (ژیپس) به عنوان منبع سولفات و تثبیت آنها با درصدهای متفاوت آهک شکفته با دو روش اختلاط معمولی و دو مرحله ای (دوبل) می باشد. سپس آزمایشهای تورم و ‏‎cbr‎‏ بر روی آنها انجام و تاثیر سولفات و روش اختلاط مورد بررسی قرار گرفت.روش آزمایش به این صورت بود که 4 نمونه با درصدهای متفاوت ژیپس، 12 نمونه با درصدهای متفاوت ژیپس و آهک به روش معمولی و 12 نمونه با درصدهای متفاوت ژیپس و آهک به روش اختلاط دوبل تهیه و برای هر کدام رطوبت بهینه بر اساس آزماش تراکم استاندارد پروکتور بدست آمد. نمونه های ذکر شده بر اساس استاندارد ‏‎astm d-698-78‎‏ با میزان رطوبت بهینه (5/1%+-) آمده شده و سپس نمونه های بدون آهک به مدت 4 روز و بقیه نمونه ها بمدت 28 روز در دمای 14 تا 16 درجه سانتیگراد داخل حوضچه اشباع عمل آوری شدند. در مدت عمل آوری میزان تورم اندازه گیری و سپس آزمایش ‏‎cbr‎‏ بر روی آنها انجام گرفت.برای تهیه نمونه های به روش دوبل در ابتدا میزان تعیین شده خاک و ژیپس و 50 درصد وزنی از آهک با میزان رطوبت بهینه ترکیب شده و به مدت یک هفته در کیسه های پلاستیکی در محیط آزمایشگاه نگهداری شدند. سپس 50 درصد باقیمانده آهک به آنها افزوده شد. جهت جبران میزان رطوبت از دست رفته و تغییرات رطوبت بهینه به علت تاخیر زمان بین اختلاط و تراکم به میزان 5 درصد به رطوبت آنها افزوده و سپس متراکم شدند.نتایج حاصله نشان داد با وجود اینکه نمونه های بدون گچ در روش معمولی افزایش مقاومت و کاهش تورم بسیار خوبی داشته اند ولی حضور سولفات (گچ) باعث کاهش شدید مقاومت و افزایش چشمگیر تورم گردید. این افزایش تورم حتی به مراتب بیشتر از نمونه های اصلاح نشده بود. دلیل تورم ایجاد شده اندرکنش بین خاک رس، سولفات و آهک بوده که منجر به تشکیل کانی های متورم شونده ای از قبیل اترینگایت و تاماسایت شده است. این قبیل کانی ها در حضور رطوبت با جذب آب افزایش حجم زیادی نشان می دهند.اما نمونه های اصلاح شده به روش اختلاط دوبل گرچه در حالت بدون گچ، ‏‎cbr‎‏ کمتری نسبت به روش معمولی داشته اند ولی در حضور گچ ‏‎cbr‎‏ آنها نسبت به خاک اصلاح نشده افزایش پیدا کرده و مقاومت خاک به حدی رسیده که می توان از آن بعنوان لایه های اساس و زیراساس و روسازی ها استفاده کرد. در حالیکه میزان تورم آن نیز به مراتب نسبت به روش معمولی کاهش یافته است.همچنین نتایج نشان میدهند که وجود گچ به تنهایی تاثیر قابل ملاحظه ای در تورم خاکهای رسی ندارد.

آزمایش سه محوری یکی از آزمایشهایی است که با دقت خوبی، رفتار خاک را مدل می کند. در این تحقیق با انجام آزمایش سه محوری زهکشی شده روی نمونه های ماسه ای، خصوصیات مکانیکی خاکهای دانه ای بررسی شده است و اثر پارامترهای، شرایط گیرداری انتها، تراکم، اندازه ذرات و فشار همه جانبه روی تغییر شکل نمونه، نوع ناپایداری آن، شکست ذرات، تغییرات حجم نمونه و شکل گیری سطح گسیختگی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور آزادسازی انتهی نمونه، از سه غلتک روی کلاهک فوقانی نمونه استفاده شده است. نمونه ها در دو تراکم نسبی صفر و 90 درصد مورد آزمایش قرار گرفته اند و آزمایشها روی دو گروه از ذرات با اندازه های مختلف صورت گرفته است و نمونه های با شرایط مشابه تحت 4 فشار همه جانبه (100، 200، 600 و 1200 کیلوپاسکال) آزمایش شده اند. نتاج نشان می دهد این پارامترها، مقاومت نمونه، منحنی تنش - کرنش، شکست ذرات و تغییرات حجم نمونه و همچون نوع گسیختگی در نمونه را تحت تاثیر قرا می دهند.

روش ‏‎ags‎‏ (سیستم ژئوسنتتیک مهارشده) روشی برای مسلح سازی شیب ها بخصوص شیبهای ساحلی بصورت درجا می باشد. این روش تسلیح با پهن کردن فابریکهای (شبکه های) ژئوسنتتیکی بر روی سطح شیب و دوختن آنها به زمین با استفاده از مهارهای فلزی انجام می گیرد. با اجرای این سیستم فابریکهای ژئوسنتتیکی با استفاده از مقاومت اصطکاکی مهارها منحنی شکل شده و به کشش می افتند. کشش ایجاد شده در فابریکها و حالت انحنایی آنها باعث اعمال تنش فشاری بر سطح شیب شده و در نتیجه مقاومت بر شی توده خاک در سطح لغزش افزایش می یابد. برخلاف مطالعات قبلی در این پایان نامه تاثیر مهارها نیز در افزایش ضریب اطمینان پایداری شیب در نظر گرفته می شود. آنالیز پایداری شیب ags با استفاده از روش قطعات بیشاب اصلاح شده با در نظر گرفتن بارهای سطحی ناشی از فابریکها و مقاومت کششی و برشی و خمشی مهارها و نیز اثر تراوش آب در خاک انجام گرفته است. در این مطالعه همچنین طول مهارهای تسلیح با در نظر گرفتن نیروی بوجود آمده در آنها و اصطکاک بسیج شده بر روی آنها محاسبه شده است. به منظور مشاهده اثر پارامترهای مختلف در ضریب اطمینان پایداری و طولهای محاسباتی برای مهارها برنامه ای کامپیوتری به اسم ags به زبان ‏‎visual basic‎‏ نوشته شده است.