در طی زلزله شمع ها تحت تاثیر تنش های شدیدی حاصل از حرکت سازه ها روی شمع ( اندر کنش اینرسیال ) و حرکت خاک اطراف خود ( اندر کنش جنبشی ) قرار می گیرند. عموما مهندسان سازه برای طراحی لرزه ای شمع ها فقط اثر سازه روی شمع ( اندرکنش اینرسیال ) را در نظرمی گیرند و از اثر اندر کنش لرزه ای شمع و خاک و موج حرکتی که خاک به شمع وارد می کند و شمع را تحت تنش های شدیدی قرار می دهد صرف نظر می کنند. بررسی اندرکنش لرزه ای شمع و خاک ( اندر کنش جنبشی ) در خاک های همگن و لایه بندی شده با رفتار الاستیک و الاستوپلاستیک و تاثیر پارامترهای شمع ، خاک و زلزله روی رفتار این اندرکنش بسیار حائز اهمیت است.اثر شمع ها بر روی طیف بازتاب شتاب در پاسخ لرزه ای سازه ها اهمیت فراوانی دارد که قابل توجه و بررسی است. هدف از این تحقیق بررسی اثر شمع در حرکت میدان آزاد خاک و طیف های پاسخ شتاب در سطح رادیه و بررسی عوامل موثر در اندرکنش لرزه ای شمع و خاک است. نرم افزار مورد استفاده در این تحقیق، نرم افزار المان محدود abaqus است. مدل پی شمع-رادیه در خاک به صورت 3 بعدی مدل شده است و امواج برشی زلزله از کف مدل در محیط انتشار می یابد. خاک بصورت تک لایه و دو لایه با تفاوت چشمگیر سرعت موج برشی مدل شده است که هم به صورت الاستیک و هم به صورت الاستوپلاستیک رفتار می کند. رفتار پلاستیسیته خاک در حالت الاستوپلاستیک تحت کنترل معیار گسیختگی دراگرپراگر است. در این مطالعه تاریخچه زمانی شتاب زلزله واقعی به گره های کف مدل المان محدود شمع و خاک وارد شده است. در سطوح مشترک خاک - شمع، رفتار تماسی با امکان ایجاد درز در پشت شمع و فشار در جلوی شمع بکارگرفته شده است. در مرزهای کناری مدل جابجایی افقی و در کف مدل جابجایی افقی و قائم مقید شده است. برای کسب نتایج واقعی تر و جلوگیری از انعکاس امواج از مرزهای کناری به داخل مدل، از المانهای بینهایت و مرزهای جاذب انرژی استفاده شده است.

مواد زائد حاصل از ساخت و تخریب سازه ها (ساختمان ها و راه ها) در کشورهای مختلف از جمله ایران، رقم بزرگی را به خود اختصاص داده است. مشکلات زیست محیطی ناشی از دپوی این مصالح در لندفیل ها از یک طرف و کاهش منابع طبیعی سنگدانه ها به دلیل استفاده ی بی رویه ی آن از سوی دیگر، باعث توجه متخصصین صنعت روسازی به مسئله ی بازیافت و جایگزینی مصالح دور ریز با سنگدانه های طبیعی (na) در لایه های روسازی شده است. از بین مواد زائد حاصل از ساخت و تخریب سازه ها، خرده های بتن و آسفالت بیشترین مقاومت و قابلیت بازیافت را داشته و در این تحقیق نیز از این مصالح استفاده شده است. در کشور های توسعه یافته، روش های مختلفی برای استفاده ی مجدد سنگدانه های بتنی (rca) و آسفالتی (rap) بازیافتی در لایه های رویه و اساس روسازی ارائه شده است، ولی در زمینه ی امکان استفاده از این مصالح در لایه ی زیراساس و به خصوص برای مصالح بومی ایران، پژوهش جامعی انجام نشده است. در این پایان نامه، امکان استفاده از سنگدانه های بتنی و آسفالتی قابل بازیافت در لایه ی زیراساس بررسی شده است. پس از نمونه برداری rca و rap از منابع قرضه، آزمایش های پایه ای مکانیک خاک بر روی آن-ها انجام شده و ترکیب های مختلف این مصالح با سنگدانه های طبیعی و با یکدیگر، تحت آزمایش-های سی بی آر (cbr) خشک و اشباع و تراکم اصلاح شده قرار گرفت. نتایج نشان دادند که جایگزینی rca با na باعث افزایش رطوبت بهینه و مقاومت cbr و نیز کاهش حداکثر چگالی خشک می شود. جایگزینی rap با na باعث کاهش رطوبت بهینه و حداکثر چگالی خشک و مقاومت cbr می شود. جایگزینی rcaبا rap نیز باعث افزاش رطوبت بهینه و مقاومت cbr و کاهش حداکثر چگالی خشک می شود. همچنین نتایج تحقیق حاکی از این بود که در نمونه های شامل درصد بالای rap و rca نسبت به na مقاومت cbr در حالت اشباع افت کمی نسبت به حالت خشک دارد.

در این پایان نامه قابلیت اصلاح و تزریق پذیری ماسه استاندارد فیروزکوه مورد مطالعه قرار گرفته است.پروسه اصلاح این خاک با استفاده از دوغاب شیمیایی سیلیکات سدیم انجام گرفته است.یکی از موضعات مهم در تعیین تزریق پذیری خاک، نوع دانه بندی، غلظت دوغاب و فشار تزریق می باشد. همچنین زمان ژل شدن دوغاب پارامتر مهم دیگری است که با توجه به نسبت های مختلف آب به سیلیکات سدیم و درصدهای مختلف مواد افزودنی تعیین می شود. در مجموع چهار نوع خاک با دانه بندی های مختلف با درصد تراکم متفاوت و ضرایب دانه بندی و یکنواختی تقریبا یکسان با غلظتهای مختلف دوغاب مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمایش ها بیانگر این است که افزایش غلظت دوغاب، ریزتر شدن دانه بندیقابلیت تزریق را کاهش می-دهد. به هر حال دوغاب سیلیکات سدیم دارای قابلیت نفوذ بالیی در خاک می باشد. علاوه بر تزریق پذیری، میزان افزایش مقاومت ناشی از افزایش دوغاب نیز مورد بررسی قرار گرفت. در مجموع افزایش دوغاب باعث افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری خاک می گردد.

امروزه از زلزله به عنوان یکی از مخرب ترین عوامل طبیعی که باعث تخریب سازه های ساخت بشر می گردد، نام برده می شود. اگر چه در مورد علل اصلی ایجاد زلزله فرضیات مختلفی وجود داشته ولی هنوز قطعیت آنها به اثبات نرسیده است. با پیشرفت علم و بویژه علوم مهندسی عمران و زلزله با ثبت حرکات لرزه ای زمین در اثر زلزله های بوجود آمده و بررسی خرابی های ایجاد شده در سازه های مختلف اطلاعات زیادی در مورد چگونگی عملکرد امواج زلزله، در دسترس می باشد که با وقوع زلزله های جدیدتر و نیز از طریق انجام پروژه های تحقیقاتی در زمینه مهندسی زلزله بر حجم و دقت این اطلاعات همواره افزوده می گردد. یکی از مهم ترین مسائل در بحث ژئو تکنیک لرزه ای اثرات ساختگاه بر پاسخ های زمین در زلزله ها می باشند. امواج زلزله با دور شدن از کانون آن و نیز با گذشتن از لایه های آبرفتی در معرض تغییر و تحولاتی هستند . عوامل مربوط به فاصله نقاط نسبت به کانون زلزله تحت عنوان «تاثیر مسیر» و عوامل مربوط به لایه های آبرفتی واقع بر سنگ بستر تحت عنوان «تاثیر ساختگاه» شناخته می شوند. بزرگنمایی تقویت شتاب زلزله در اثر عبور از لایه های خاک تاثیر سطح لرزش زمین ونیزسختی سنگ بستر،نوع خاک،سختی وعمق لایه خاک زیرین (مشخصات ساختگاه )می باشد. دراین پایان نامه با استفاده از اطلاعات گمانه های شهر بم و نیز زلزله دی ماه 1382 بم اثرات ساختگاه (مشخصات بزرگنمایی )در تحلیل های پاسخ زمین بررسی شده است. نتایج نشان می دهد چگونگی لایه بندی خاک در محل ، فاصله ومسیری که امواج زلزله از منبع (کانون زلزله) تا سایت مورد نظر طی می کننداثرات انکار ناپذیری بر میزان تخریب در سایت بر اثر بزرگنمایی های به وجود آمده ونیز تشدید امواج لرزه ای دارد.

ماسه های کربناته به عنوان خاک های مسئله ساز در مهندسی ژئوتکنیک مطرح هستند. رفتار برشی این گونه از ماسه ها با ماسه های کوارتزی متفاوت است. به همین دلیل تحقیقات فراوانی بر روی رفتار دینامیکی و استاتیکی این گونه از ماسه ها در سطح جهان صورت گرفته است. به دلیل اینکه رفتار این گونه از ماسه ها شدیداً وابسته به نوع دانه ها، منشاء و شرایط مختلف محیط رسوب می باشد لذا ویژگیهای مهندسی رسوبات مناطق مختلف با هم متفاوت و مستقل از یکدیگر است. خلیج فارس و دریای عمان از جمله مناطقی است که وجود این خاک ها در آن به اثبات رسیده ولی تحقیقات کمی به خصوص در سواحل شمالی آن انجام گرفته است و رفتار مهندسی خاک-های آن تا حدود زیادی ناشناخته مانده است. این تحقیق به مقایسه تفاوت های رفتاری بین ماسه کربناته و ماسه کوارتزی با استفاده از دستگاه سه محوری می پردازد. برای این منظور ماسه کربناته بندر چابهار واقع در شمال دریای عمان، و برای مقایسه ماسه استاندارد کوارتزی فیروزکوه انتخاب گردیده است. به منظور مقایس? رفتار برش این دو نوع ماسه تعداد آزمایش سه محوری تحکیم یافته زهکشی شده و نشده با تنش های همه جانبه گوناگون در دو حالت سست و متراکم در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) انجام گرفته است. تحقیقات نشان می دهد با توجه به یکسان بودن ویژگیهایی از جمله انداز? دانه ها و دانسیته نسبی نمونه ها با یکدیگر رفتار تنش ـ کرنش، قابلیت تغییر حجم، زاویه اصطکاک داخلی، تغییرات فشار حفره ای، زاویه اتساع و شکستگی دانه ها میتواند در این دو نوع ماسه کاملاً متفاوت باشد.

شمع-ستون ها نوعی از سازه ها هستند که معمولا به صورت تکی ساخته می شوند. این سازه ها از دو قسمت شمع و ستون تشکیل شده اند، که باید به تنهایی در برابر بار باد، موج، بار ناشی از لنگر انداختن کشتی و حتی در مقابل زلزله مقاومت کنند. شمع- ستون ها معمولا در آب های کم عمق (10 متر) تا نیمه عمیق (30 متر) ساخته می شوند. ارتفاع آنها در بالای سطح آب از چند متر به 10 ها متر می رسد. بخشی از طول شمع- ستون ها (10 ها متر) نیز درون خاک زیر کف دریا ساخته می شود. قطر این سازه ها متناسب با کاربردشان در محدوده 1 تا 10 متر ساخته شده است. مقطع آنها لوله ای و از جنس فولاد هستند و اغلب به عنوان پایه ی اسکله ها و توربین های بادی درون دریا کاربرد دارند. به طور کلی شمع-ستون ها به خاطر ساختار سازه ای لاغر و بلندشان جزء سازه های حساس دینامیکی محسوب می شوند. در این پایان نامه رفتار این سازه ها تحت بار استاتیکی و دینامیکی تحلیل شد و به طور خلاصه ملاحظه گردید که افزایش طول آزاد شمع- ستون باعث کاهش ظرفیت باربری و سختی سیستم می شود. اما افزایش طول مدفون تا عمقی به نام عمق بحرانی باعث افزایش ظرفیت باربری و انعطاف پذیری سیستم می شود. همچنین متراکم تر شدن خاک و افزایش قطر شمع-ستون باعث افزایش ظرفیت باربری می گردد و بر رفتار سیستم از نظر صلبیت و انعطاف پذیری تاثیر دارد. ملاحظه گردید که می توان به جای ترکیب توام خاک- سازه از یک ستون تنها استفاده نمود به نحوی که یک مقدار از طول مدفون شمع را به ستون اضافه نمود. این طول (طول گیرداری) تابع نوع خاک به لحاظ مقاومت، نوع شمع- ستون به لحاظ صلب و یا انعطاف بذیر بودن و نوع بار استاتیکی و دینامیکی می باشد. تحلیل های دینامیکی کامل نشان داد که افزایش جرم متمرکز بالای سازه و همچنین طول آزاد شمع-ستون باعث افزایش تغییرشکل های سازه تحت بارگذاری دینامیکی می شود.

آلودگی خاک به مواد ارگانیک و سمی یکی از مشکلات شایع محیط زیستی بوده که در این میان از آلاینده های نفتی به عنوان مهمترین عامل این آلودگی یاد می شود. از عوامل انتشار این نوع آلودگی در خاک می توان به علل مختلف از جمله شکل وسیع آلودگی در اطراف تاسیسات اکتشاف و پالایش و به شکل موضعی در مسیرهای انتقال، نشت مخازن نفت، تصادف تانکرها که در مناطق ساحلی دریاها و یا خلیج ها رخ می دهد، اشاره کرد. از این رو بررسی تاثیر این نوع آلاینده ها بر روی رفتار خاک ساحلی دارای اهمیت فراوانی می باشد. یکی از خاک هایی که جزو خاک های مسئله ساز در مهندسی ژئوتکنیک مطرح است رسوبات کربناته می باشد. این گونه خاک ها به خاک های کلسیاتی نیز شناخته می شوند و به طور قابل توجهی در سواحل قاره ای در مناطق استوایی و معتدل گسترده شده و در بسیاری از مناطقی که مخازن نفت و گاز یافت می شود. به همین دلیل بررسی رفتار این نوع خاک ها دارای اهمیت زیادی می باشد. بدین منظور در این تحقیق از ماسه کربناته چابهار با درصدهای مختلف 0 ، 2،6، 10 و 12 درصد نفت خام جهت انجام آزمایش های سه محوری تحکیم یافته زهکشی شده و تحکیم یافته زهکشی نشده برای بررسی تاثیر آلاینده ی نفتی بر روی پارامترهای مقاومت برشی استفاده شده است. نتایج به دست آمده از آزمایشات نشان دهنده این موضوع می‏باشد که حضور نفت خام باعث کاهش مقاومت برشی خاک وکاهش زاویه اصطکاک داخلی کل دلیل این امر نقش روان‏کننده داشتن نفت و افزایش لغزش بین ذرات خام می‏باشد. همچنین حضور نفت خام باعث افزایش کرنش حجمی در نمونه‏های زهکشی شده و افزایش فشارآب حفره‏ایی در نمونه‏های زهکشی نشده، شده است در واقع رفتار خاک را از حالت اتساعی به انقباضی میل داده شده است و نرخ اتساع کاهش یافته است.

یکی از چالش های بزرگ امروزه بشر، مسأله آلودگی محیط زیست است. متأسفانه، استفاده گسترده از محصولات شیمیایی و حجم وسیع پسماندهای تولید شده توسط انسان و رهاسازی بی قید و بند آن ها در محیط، سبب آلودگی بسیاری از منابع خاک و آب زیرزمینی شده است. یکی از انواع آلاینده ها، آلاینده های اسیدی است که از طرق مختلف مانند پساب برخی کارخانه ها، صنایع و یا بارانهای اسیدی وارد طبیعت می شود. خاک های ریزدان? خاصی در طبیعت وجود دارند که به محض تماس یافتن با آب، به سرعت شسته می شوند. این خاک ها که عموماً رسی هستند هر گاه در معرض جریان آب قرار بگیرند، حتی اگر سرعت جریان کم باشد، به سهولت شسته و فرسایش می یابند. خاک های مذکور به خاک های واگرا موسوم اند. در تحقیق حاضر به بررسی تاثیر محلول اسیدی بر میزان واگرایی خاک با استفاده از آزمایش پین هول پرداخته شده است.

پیش بینی رفتار سازه های زیرزمینی قبل از اجرای آنها به دلیل عدم شناخت کافی از شرایط ژئوتکنیکی و زیرزمینی و تطبیق آن با رفتار مشاهده شده دارای اهمیت خاصی می باشد. لذا تحقیق حاضر به بررسی این موضوع پرداخته است. جهت انجام این کار یک پروژه عملی (تونل امام زاده هاشم(ع) ابتدا با استفاده از یک نرم افزار سه بعدی ‏‎3dec‎‏ مدلسازی شده و نتایج آن جابجایی با نتایج ابزار دقیق که از پروژه های عملی به صورت بدون بعد به دست آمده مقایسه شده است. دراین راستا نتایج حاصل از مدلسازی سازگاری بسیار نزدیکی با نتایج تجربی نشان داده شده است. در ادامه کار، پوشش اولیه با استفاده از روشهای تجربی طراحی شده و نتایج مدلسازی در مورد انتخاب پوشش اولیه با حائل پیشنهادی از طریق روشهای تجربی مقایسه شده است . در این زمینه نیز سازگاری خوبی ملاحظه گردیده است. نکته دیگری که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته ، استفاده از وجود پوشش موقت جهت کاهش مقدار معادل آن از پوشش نهایی می باشد. این کار با مدلسازی همزمان دو پوشش انجام شده و جوابهای قابل قبولی به دست آمده است.