امروزه در میان روش های متعدد اصلاح خاک، ستون سنگی بعنوان یکی از تکنیک های بهسازی بوده که به علت کارایی مناسب، در دسترس بودن مصالح مورد نیاز، هزینه کم و سهولت اجرا در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد. کارایی این تکنیک در عمل، در موارد متعدد بهسازی پی سازه هایی از جمله مخازن نفت، تصفیه خانه فاضلاب و مخازن آب، پایداری شیروانی در خاکریزها، پی های گسترده در خاک های دانه ای سست و ... بصورت قابل قبولی به اثبات رسیده است. مزایای این روش عبارتند از: افزایش ظرفیت باربری خاک با متراکم شدن خاک اطراف، کاهش نشست های آنی و تحکیمی، افزایش مقاومت برشی، متراکم نمودن خاک های با چسبندگی کم و کاهش پتانسیل روانگرایی در برابر زلزله، کاهش نشست نامتقارن و افزایش نرخ تحکیمی با عمل کردن مصالح ستون سنگی بعنوان زهکش و کاهش فشار آب حفره ای می باشد. با توجه به شرایط و روش اجرا، ستون سنگی بیشتر بعنوان یک روش تجربی شناخته شده است و نیاز به تحقیقات گسترده تری جهت پیش بینی مقاومت نهایی خاک تقویت شده در برابر بارهای لرزه ای ضروری به نظر می رسد. در مطالعه حاضر با توجه به اطلاعات ژئوتکنیکی و لرزه ای منطقه پارس جنوبی، رفتار گروهی از ستون سنگی که جهت بهسازی خاک زیر مخازن میعانات گازی استفاده شده است با استفاده از نرم افزار اجزای محدود abaqus بصورت تحلیل دینامیکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مقاله هندسه گروه ستون سنگی بصورت سه بعدی مدلسازی شده است و جهت حصول نتایج دقیق تر، رفتار خاک با استفاده از معیار دراکر پراگر اصلاح شده (کلاهک) بصورت الاستوپلاستیک مدل شده و در خصوص بار زلزله میرایی هندسی و مرز جاذب انرژی اعمال گردیده است. نتایج این مدلسازی افزایش ظرفیت باربری، کاهش نشست و تاثیر اندرکنش بین ستون ها را در نحوه گسیختگی گروه بخوبی نشان می دهد. محققان بسیاری مکانیزم گسیختگی گروه ستون سنگی را مورد بررسی قرار دادند، بعضی از محققان به اثر عکس العملی بین ستون ها اعتقادی نداشتند و طبق نظریه سلول واحد گسیختگی گروه را مانند گسیختگی تک ستون، از نوع شکم دادگی می دانند که در قسمت بالای ستون رخ می دهد. در صورتیکه مطالعات تعدادی دیگر، از نقش مهم و موثر عکس العمل بین ستون ها خبر دادند و گسیختگی گروه را تحت تاثیر اندرکنش بین ستون ها، از نوع گسیختگی برشی کلی یا موضعی می دانند. در مدلسازی حاضر گسیختگی گروه ستون سنگی مورد بررسی قرار گرفت و از نتایج ملاحظه شد گسیختگی گروه ستون بصورت برشی بوده و تاثیر اندرکنش بین ستون ها در نحوه گسیختگی موثر و غیرقابل انکار است.

ارزیابی رفتار یک سد خاکی در حین ساخت و بهره برداری مهم ترین هدف از نصب ابزار دقیق در قسمت های مختلف بدنه است. تجزیه و تحلیل داده های ابزار دقیق تصویری واقعی از تمام تغییرات و ایمنی سد در دراز مدت در اختیار قرار می دهد. این امر در صورتی ممکن است که ابزار سالم بوده و در یک چیدمان مناسب شبکه رفتار سنجی سد را تشکیل دهند. کاربرد دیگر ابزار دقیق در پروژه های ژیوتکنیکی استفاده از آن ها در تحلیل برگشتی به منظور حصول به پارامترهای مقاومتی مصالح است. در اغلب سدهای خاکی که تا به حال ساخته شده اند، عمده آزمایش های تعیین پارامترهای مقاومتی معطوف به آزمایش بر روی مصالح منابع قرضه است. این در حالی است که در حین اجرا به دفعات نوع و کیفیفت مصالح دچار تغییر می شود. از این رو با استفاده از یک الگوی رفتاری و به کمک نتایج ابزار دقیق می توان پارامترهای الگو را برای مصالحی که در اجرای بدنه از آن ها استفاده شده است، به روش تحلیل برگشتی به دست آورد. با توجه به آنکه روش های حل عددی و نرم افزارهای توسعه یافته با این روش ها این امکان را فراهم می آورد که مقادیر تنش ها و تغییر شکل های یک سد خاکی را در زمان کم و نسبتا دقیق پیش بینی کرد، عمدتا در روند انجام تحلیل برگشتی از یک نرم افزار حل عددی بهره گرفته می شود. مقایسه نتایج این گونه تحلیل ها با واقعیت که همان نتایج ابزار دقیق است، علاوه بر اعتبار بخشی به تحلیل عددی، مبنای انجام تحلیل تحلیل برگشتی برای حصول به پارامترهای دقیق ژیوتکنیکی است. در این تحقیق برای تعیین و تدقیق پارامترهای مدل از روش تحلیل برگشتی استفاده شده است. در این راست ابتدا سد تهم به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده و نتایج ابزار دقیق آن پردازش، پایش و تحلیل شده است( انجام محموعه این سه مورد همان رفتارسنجی سد است). سپس نتایج پایش یکی از مقاطع که بلندترین مقطع عرض ابزارگذاری است، برای تحلیل و مقایسه با مدل عددی انتخاب شده و نمودارهایی مشابه و هم مقیاس خروحی های نرم افزار حل عددی آماده شده است. ایجاد مدل عددی و حل آن به منظور مقایسه با نتایج پایش معطوف به شرایطی از بارگذاری بوده که سد تاکنون تجربه کرده است. سد تهم حین انجام این تحقیق در حال آبگیری بوده و تا آن زمان پدیده خاصی مانند زلزله و تخلیه سریع مخزن اتفاق نیفتاده است. بنابر این مدل در حالت استاتیکی و برای شرایط واقعی دوران ساخت و آبگیری ایجاد و تحلیل شده است. برای این مدل سازی از نرم افزار flac v4 و الگوی موهر-کولمب که یکی از الگوهای پیش فرض این نرم افزار است، بهره گرفته شده است. پارامترهای مقاومتی الگوی مذکور برای هسته رسی توسط یک مدل آزمایش سه محوری در نرم افزار کالیبره شده و در طی تحلیل عددی به علت حصول به نتایج مناسب و منطبق بر واقعیت تغییر نکرده است. برای سایر قسمت های بدنه پارامترهار مقاومتی ارایه شده متاثر از روند وسیعی خطا در تغییر پارامترهای ورود مدل به منظور نزدیک کردن نتیجه خروجی به نتایج پایش بوده است. در نهایت با بررسی نتایج مقایسه های کمی و کیفی می توان گفت که پارامترهای ژیوتکنیکی ارایه شده در این تحقیق تا حد زیادی دقیق بوده و مبنای مناسبی برای تحلیل های بعدی از جمله رفتارسنجی در دوران بهره برداری و تحلیل عددی دینامیکی سد است.

یکی از روش های بهسازی زمین ساخت ستون های سنگی در زمین های سست است که روشی موثر و سازگار با محیط زیست می باشد که امروزه به طور گسترده به منظور افزایش ظرفیت باربری، کاهش نشست های کلی و تفاضلی، کاهش پتانسیل روانگرایی و افزایش سرعت تحکیم، مورد استفاده قرار می گیرد. لذا شناخت هرچه بیشتر نحوه عملکرد و تأثیرات ستون های سنگی با استفاده از آزمایش های آزمایشگاهی و صحرایی و یا با استفاده از روش های تحلیل عددی حایز اهمیت می باشد. در این پایان نامه با استفاده از مدلسازی عددی به بررسی رفتار ستون سنگی منفرد و گروه ستون های سنگی به صورت دوبعدی و کرنش صفحه ای، و تأثیر آن بر نشست زمین تقویت شده با ستون های سنگی پرداخته شده است. ابتدا رفتار ستون سنگی منفرد به صورت الاستیک و سپس رفتار الاستوپلاستیک زمین مسلح شده با ستون سنگی منفرد بررسی شده و اثر پارامترهای متعدد همچون قطر ستون، طول ستون، نسبت مدول الاستیسیته مصالح ستون سنگی به مدول الاستیسیته خاک اطراف، ضریب پواسون خاک و بعد پی بر رفتار آن، مورد مطالعه قرار گرفته است. در بررسی رفتار الاستوپلاستیک، مدل مور-کولمب برای مصالح ستون سنگی و خاک اطراف آن انتخاب شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که افزایش قطر ستون سنگی به علت جایگزینی بیشتر خاک سست با مصالح سنگی نامناسب، افزایش اندازه پی به علت تحمل بخشی از بار اعمال شده توسط خاک، افزایش نسبت مدول الاستیسیته مصالح ستون سنگی نسبت به مدول الاستیسیته خاک در صورتی که مدول الاستیسیته خاک ثابت باشد و افزایش طول ستون سنگی می تواند منجر به کاهش نشست زمین مسلح شده با ستون سنگی منفرد با رفتار الاستوپلاستیک شود. همچنین با افزایش ضریب پواسون خاک به علت عدم بالازدگی خاک در سطح و ثابت بودن حجم خاک، تنش های خاک افزایش می یابد که افزایش تنش های خاک منجر به کاهش تغییرشکل های ستون شده و نشست آن کاهش می یابد. در تحلیل های بخش الاستیک نیز نتایج مشابهی حاصل شده است هرچند میزان نشست ها به طور کلی بسیار کمتر از حالت الاستوپلاستیک بوده و با افزایش قطر ستون و اندازه پی افزایش نشست مشاهده شده است. سپس گروه ستون های سنگی با رفتار الاستوپلاستیک مورد مطالعه قرار گرفته و اثر پارامترهای مختلف بر آن بررسی شده است. مدل مور-کولمب انتخاب شده برای مصالح ستون های سنگی و خاک اطراف آن، نتایج قابل قبولی را با مقایسه با نتایج آزمایش های انجام شده، نشان می دهد. نتایج حاصل حاکی از آن است که افزایش نسبت مدول الاستیسیته مصالح سنگی به مدول الاستیسیته خاک اطراف آن در صورتی که مدول الاستیسیته خاک ثابت باشد، افزایش قطر ستون، افزایش طول ستون و افزایش عرض پی می تواند باعث کاهش نشست زمین های تقویت شده با ستون های سنگی شود. در مورد گروه ستون های سنگی علاوه بر عوامل فوق، کاهش فاصله ستون ها تا حد امکان و افزایش تعداد ستون های سنگی نیز می تواند در کاهش نشست زمین های تقویت شده با ستون های سنگی موثر باشد. افزایش ضریب پواسون خاک و مصالح ستون سنگی نیز در کاهش نشست موثر می باشند هرچند تأثیر ضریب پواسون ستون سنگی اندک است. در بررسی اثرات تغییر طول ستون ها بر نشست زمین مسلح شده با ستون های سنگی، نتایج حاکی از آن است که افزایش طول ستون از بیش از 6 متر تأثیر اندکی در کاهش نشست دارد که این مسأله می تواند منجر به ایجاد گروه ستون های سنگی با طول های نابرابر شود تا علاوه بر صرفه اقتصادی، هدف از ساخت ستون های سنگی را در کاهش نشست زمین تأمین نماید.

امروزه مصالح سنگریزه ای (engineering fill) در مهندسی عمران از قبیل ساخت شد، اسکله سازی و زیرسازی راه مورد استفاده قرار می گیرند. این امر لزوم شناخت هر چه دقیق تر رفتار این مصالح را به همراه داشته است. تحقیقات نشان داده که رفتار مصالح سنگریزه ای به عنوان مصالح دانه ای عمدتا متکی بر پارامترهایی از قبیل: دانه بندی، جنس دانه ها، شکل و اندازه دانه ها، میزان رطوبت و سطح تنش می باشد. که از این میان سطح تنش یکی از مهمترین عوامل موثر بر مقاومت برشی است. در این پایان نامه، به منظور بررسی اثر سطح تنش، آزمایش های برش مستقیم بزرگ مقیاس در پنج سطح تنش مختلف بر روی یک نوع از مصالح سنگریزه ای تیزگوشه انجام شده است. همچنین با توجه به شرایط اشباع شدگی مصالح در سدها و تأثیر عامل رطوبت بر رفتار این مصالح، آزمایش ها در حالت اشباع نیز تکرار شده و با نتایج آزمایش بر روی مصالح در حالت خشک مقایسه شده است همچنین به منظور بررسی پدیده فروریزش در سد، برخی از نمونه ها به صورت خشک اشباع نیز مورد آزمایش قرار گرفته اند. در این روش پس از انجام آزمایش در حالت خشک تا یک تنش برشی مشخص، نمونه اشباع شده و سپس آزمایش ادامه یافته است. نتایج آزمایش ها در دو حالت خشک و اشباع در سه سطح تنش حاکی از آن است که پوش گسیختگی این مصالح در هر سه حالت منحنی بوده و رابطه خطی مور- کولمب برای این مصالح صادق نمی باشد. با افزایش سطح تنش، پارامترهای مقاومتی مصالح(زاویه اصطکاک داخلی و زاویه اتساع) کاهش یافته و مصالح سخت تر عمل نموده اند. مقایسه دانه بندی مصالح قبل و بعد از آزمایش نشان داد که با افزایش سطح تنش ، شکست ذرات به صورت خطی افزایش یافته است این روند در هر سه حالت خشک، اشباع و خشک اشباع مشابه است؛ با این تفاوت که پارامترهای مقاومتی در حالت اشباع، با توجه تأثیر عامل رطوبت، نسبت به حالت خشک کاهش یافته اند و پارامترهای مقاومتی در حالت خشک اشباع از حالت اشباع نیز کمتر می باشند. همچنین، شکست ذرات در حالت اشباع کمتر از شکست ذرات در حالت خشک و شکست ذرات در حالت خشک- اشباع از حالت اشباع نیز کمتر می باشند. همچنین شکست ذرات در حالت اشباع کمتر از شکست ذرات در حالت خشک و شکست ذرات در حالت خشک- اشباع بیشتر از شکست ذرات در حالت اشباع و کمتر از شکست ذرات در حالت خشک است. بررسی نتایج در حالت خشک اشباع نشان می دهد که اشباع شدگی موجب افت ناگهانی در تنش برشی و نیز افزایش نشست مصالح شده است. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش ها، اثر دو عامل سطح تنش و اشباع شدگی بر روی رفتار مکانیکی مصالح سنگریزه ای به وضوح مشخص می شود. همچنین، با توجه به وقوع نشست های بزرگ در حالت خشک- اشباع، در نظر گرفتن پدیده فروریزش در طراحی درست و مطمئن سدها الزامی می باشد. بنابراین در انجام آزمایش های مربوط به هر سد لازم است شرایط واقعی ساخت سد و نیز اثر عوامل مختلف از جمله سطح تنش و اشباع شدگی به شکل مناسبی در نظر گرفته شود.

از دیرباز سد به منظور مهار آب های سطحی و بهره گیری از انرژی آن مورد استفاده قرار می گرفت. از میان سدهای موجود، سد خاکی به دلیل استفاده از مصالح و اجرا نسبتا سریع تر و ساده تر مورد توجه بسیار بوده است. در این نوع سدها برای کاهش نشت آب از بالادست به پایین دست از المان آب بند در هسته سد که عمدتا مصالح رسی می باشند استفاده می شود. در سالهای اخیر به دلیل وجود مشکلات اجرایی، کمبود منابع قرضه حاوی خاک رس و افزایش سرعت اجرا مهندسین را به سمت جایگزین کردن مصالح مخلوط به جای رس خالص در هسته سدهای خاکی سوق داده است. خاک های مخلوط محدوده وسیعی از خاک های چسبنده تا دانه ای را پوشش داده و دانه بندی گسترده ای از رس تا شن و حتی قلوه سنگ را در بر می گیرد. با توجه به ترکیب ذرات چسبنده رس با مصالح دانه ای شن یا ماسه در خاک مخلوط، رفتار مکانیکی آنها رفتار مابین این دو مصالح خواهد بود. نتایج آزمایش های سه محوری زهکشی نشده کنترل کرنش (سلطانی ، 1385) بر روی خاک رس خالص و خاک های مخلوط با درصدهای اختلاط مختلف نشان دادند که در بارگذاری یکنواخت، فشار آب حفره ای اضافی بیشتری با اضافه کردن مصالح دانه ای (ماسه و شن) به خاک رس ایجاد می شود. در حالی که در بارگذاری کنترل تنش برعکس این اتفاق می افتد. همچنین در بارگذاری تناوبی این مصالح مشخص شد که در هر دو شرایط کنترل کرنش و کنترل تنش، افزودن مصالح دان ای به خاک رس باعث افزایش فشار آب حفره ای اضافی می گردد. نکته مهمی که از ارزیابی نتایج این آزمایش ها بدست می آید، لزوم بررسی دقیق رفتار سدهای خاکی با مصالح هسته خالص و مخلوط در بارگذاری های یکنواخت (مانند ساخت سد) و تناوبی (اعمال کرنش تناوبی بر روی تاج سد و اعمال اثر زلزله) با استفاده از مدل سازی و تحلیل عددی می باشد. در این بررسی ها از دو خاک رس خالص و رس مخلوط با درصد اختلاط 40 درصد و 60 درصد ماسه، که از این به بعد با نام های اختصاری t100 و st40 نامگذاری می شوند، استفاده شد. به منظور تحلیل عددی رفتار مصالح t100 و st40 لازم بود. تا ابتدا خواص این مصالح با توجه به نتایج آزمایش های سه محوری استخراج شوند. سپس نمونه های آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار و با استفاده از روش های مدل سازی، کرنش مسطح، تقارن محوری و سه بعدی تحلیل عددی شده و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاه مقایسه و تدقیق شدند. در ادامه پارامترهای مدل رفتاری مورد استفاده برای هسته سدد خاکی از نتایج حاصل، استخراج شده و در تحلیل عددی سد خاکی مورد استفاده قرار گرفتند. در پژوهش حاضر برای مدل سازی رفتار مصالح رس خالص و مخلوط در نمونه و سد خاکی، در شرایط بارگذاری یکنواخت و تناوبی به ترتیب از نرم افزارهای اجزاء محدود abaqus و مجموعه geo-slope بهره گرفته شد. در بارگذاری یکنواخت سد خاکی که معادل ساخت سد می باشد و بارگذاری کرنش تناوبی در بالای تاج سد، از یک سد خاکی ایده آل استفاده شد. به منظور تاثیر سرعت ساخت سد بر مقدار فشار آب حفره ای اضافی در حین ساخت، تحلیل عددی در سه روش مختلف : الف) کاملا زهکشی نشده ، ب) تحکیم هسته با مقادیر ضریب نفوذ پذیری و تخلخل یکسان برای هر دو مصالح هسته و ج) تحکیم هسته با مقادیر ضریب نفوذ پذیری و تخلخل متفاوت (واقعی) برای هر دو مصالح هسته انجام شد. تحلیل عددی سد خاکی ایده آل در بارگذاری کرنش تناوبی قائم که از بالای سد اعمال می شد. بعد از تحلیل تراوش و بدست آمدن سطح آزاد آب، با نگرش ویژه ای به تغییرات فشار آب حفره ای انجام شد. در ادامه برای مقایسه رفتار مصالح t100 و st40 به عنوان مصالح هسته در هنگام بروز زلزله از هندسه و ابعاد سد سن فرناندو پایینی استفاده شد. تحلیل عددی نمونه ها در بارگذاری یکنواخت و تناوبی با تقریب مناسبی، نتایج مشابهی را با نتایج آزمایش نشان دادند. به عبارتی در بارگذاری یکنواخت و تناوبی کرنش کنترل نمونه، با افزایش مصالح دانه ای علاوه بر افزایش مقاومت برشی خاک، فشار آب حفره ای اضافی نیز افزایش پیدا می کند. تحلیل عددی سد خاکی ایده آل در ابرگذاری یکنواخت (ساخت سد) نشان داد که صرف نشر از روش تحلیل، افزایش مصالح دانه ای در هسته باعث کاهش فشار آب حفره ای اضافی و نشست های سد نسبت به سد خاکی به هسته رسی خالص می گردد. در شرای طکاملا زهکشی نشده (ساخت سریع سد)، در سد خاکی با مصالح هسته رس مخلوط فشار آب حفهر ای اضافی کمتری و در سد خاکی با مصالح هسته رسی خالص فشار آب حفره ای اضافی بیشتری نسبت به شرایط ساخت سد همراه با تحکیم و زهکشی هسته سد (ساخت کند سد) ایجاد می گردد. در بارگذاری کنترل کرنش تناوبی قائم سد خاکی ایده آل، مشخص شد که فشار آب حفره ای با افزایش مصالح دانه ای در هسته سد افزایش می یابد. در تحلیل دینامیکی سد خاکی سن فرنادو با مصالح هسته t100 و st40 با اعمال اثر زلزله بم مشاهده شد که افزایش مصالح دانه ای در هسته با این که باعث کاهش جابجایی افقی و همچنین انتقال جابجایی افقی حداکثر از تاج سد به سمت پایین می شود، لیکن فشار آب حفره ای اضافی بیشتری در هسته سد ایجاد می گردد.

سدها از دیرباز نقشی مهم در پیشرفت و آبادانی جوامع بشری داشته اند و جزء سرمایه های ملی هر کشور محسوب می گردند. طراحی سد به دلیل نوع سازه و نحوه عملکرد حاوی مسائل متعدد و پیچیده ای است. یکی از مهمترین مسائل شرایط ساختگاه محل احداث سد می باشد. زیرا نیروهای بزرگی که در بدنه سد ایجاد می شود به پی و تکیه-گاهها انتقال می یابد. از همین رو ارزیابی پایداری تکیه گاهها با تمام پیچیدگی های موجود در توده سنگ سازنده آن از بخشهای مهم و حساس فرایند طراحی سد شمار می رود . بمنظور انجام این مهم نیاز به مدلسازی دقیق پی و تکیه گاهها احساس می شود. در این پایان نامه عوامل متعددی که در جهت مدلسازی دقیقتر پی و تکیه گاهها حائز اهمیت است معرفی و تاثیر هر یک در تنشها و تغییر شکلهای بدنه سد بررسی می شود. روند انجام این تحقیق بدین نحو است که در ابتدا مدل اجزا محدود از پی و تکیه گاهها و بدنه سد کارون 3 با لحاظ نمودن شکل دقیق برده آببند، تراست بلوکهای بدنه سد و لایه بندهای مختلف سنگ پی تهیه شده است. سپس تحلیل های الاستیک در حالتهای مختلف نظیر پی صلب مدول الاستبسیته ثابت سنگ پی و مشخصات ارائه شده از طرف مشاور انجام شده است. در مرحله بعد از مدل رفتاری الاستوپلاستیک کامل مور-کولمب در سنگ پی استفاده شده و تاثیر تغییر پارامترهای الاستوپلاستیک در تنشهای بدنه سد و سنگ پی مورد بررسی قرار گرفته است. در قسمت بعد تحلیل تراوش سه بعدی بر روی سد انجام و با استفاده از نیروی تراوش بدست آمده تحلیل کویل تنش –تراوش در حالتهای الاستیک و الاستوپلاستیک صورت گرفته است. در انتها نیز مقایسه ای بین تغییر شکلهای بدست آمده از تحلیلهای فوق و نتایج ابزار دقیق انجام شده است این تحقیق نشان داد استفاده از مدل الاستوپلاستیک در سنگ پی باعث نزدیکی تنشهای بدنه سد و سنگ پی به مقادیر واقعی می گردد. هر چه همچنان نیاز به استفاده از دیگر روشها برای دستیابی به تنشهای واقعی تر احساس می شود. همچنین مشخص گردید تحلیل تراوش تاثیر زیادی در تنشها و تغییر شکلهای بدنه سد دارد و بنابراین باید در طراحی سدهای بتنی دوقوسی تحلیل سه بعدی تراوش انجام شود.

هدف از مطالعه ی حاضر، بررسی رفتار خاک ها در بارگذاری سه محوری با توجه به فرایندهای فیزیکی داخلی آنها در مقیاس میکرو است برای این منظور از مدل سازی عددی آزمایش سه محوری فشاری متداول در حالت های کرنش صفحه ای (planc-strain) و تقارن محوری (axi-symetric) و به صورت زهکشی شده با روش آلمان های مجزا استفاده شده است. شبیه سازی آزمایش سه محوری با استفاده از مدل هایی در حالت های کرنش صفحه ای و تقارن محوری در ادبیات فنی گذشته نیز به وفور انجام شده است. با این تفاوت که مطالعات عددی گذشته با استفاده از روش های المان های محدود، تفاضل محدود و المان های مرزی بوده که همگی فرض بر پیوسته بودن محیط مورد بررسی دارند. اما از آنجا که خاک طبیعتا یک محیط مجزا و دانه ای محسوب می شود و رفتار ساختاری مصالح دانه ای متأثر از شرایط آزمایش، توزیع اندازه ی ذرات و ابعاد خود ذرات می باشد. مجموعا روابط سازگاری به مراتب پیچیده تری حاصل خواهد شد و به این ترتیب مدل سازی اثرات بعد ذره، دانه بندی و ... با استفاده از مدل هایی که بر اساس مکاتب محیط های پیوسته پایه گذاری شده اند. مشکل می باشد از این رو برنامه ی dem-2d برای مدل سازی این آزمایش ها بر اساس فرمولاسیون روش المان های مجزا انتخاب شده است پارامترهای ورودی معرفی و اثر آن ها بر روی نتایج تشریح شده است. همچنین نتایج حاصل از این مدل سازی با نتایج حاصل از مطالعات عددی و آزمایشگاهی گذشته مقاسه شده است. انطباق نتایج حاصل از اجرای برنامه ی dem-2d در آ‍زمایش های عددی در حالت های مذکور با نتایج حاصل از تحقیقات آ‍زمایشگاهی و عددی گذشته،حاکی از قدرت بسیار خوب این روش درانعکاس رفتار مصالح دانه ای تحت بررسی می باشد. به طوری که رفتار متداول مصالح دنه ای در حالت های شل و متراکم ب خوبی مشهود است.