سال هاست که اثر شرایط محلی زمین شناسی و خاک بر شدت لرزش های زمین و خرابی های زلزله شناخته شده است. اثرات ساختگاهی نقش بسیار مهمی در مشخصات حرکات لرزه ای زمین و از آن طریق در تدوین حرکات مبنای طرح زمین دارند زیرا می توانند جنبش های لرزه ای را در آخرین لحظه، درست قبل از رسیدن به سطح زمین یا زیر سازه های ساخت بشر شدیدا بزرگ (یا کوچک) نمایند.با آن که شواهد بسیاری در باب اثرات شرایط محلی وجود داشته اما توصیه های فنی جهت در نظر گرفتن اثرات محلی ساختگاه تا سال های 1970 در آیین نامه ها عنوان نشده بود. نقش اثرات ساختگاهی زمانی بیشتر مورد توجه قرار گرفت که طی زلزله میچواکان مکزیک، سال 1985، بزرگنمایی زیاد به علت وجود لایه های نرم رس، باعث تخریب ساختمان های بلند مرتبه ای شد که در فواصل زیادی نسبت به مبدا زلزله قرار داشتند.هدف این تحقیق بررسی پاسخ محلی زمین در منطقه ساختگاه پتروشیمی شیراز است. به منظور استخراج پارامترهای دینامیکی مورد نیاز در تحلیل پاسخ زمین در نبود اطلاعات ژئوفیزیکی منطقه از روش برون یابی در شبیه سازی سرعت موج برشی از روی عدد ضربات spt استفاده شده است. جهت انجام تحلیل دینامیکی آبرفت ویژگی های لرزه خیزی سنگ بستر منطقه بررسی گردیده و براساس آن 15 شتابنگاشت از زمین لرزه های مختلف دنیا انتخاب و تحلیل پاسخ در 6 سطح شتاب زلزله انجام شده است. با توجه به توپوگرافی کلی محدوده مورد مطالعه از تحلیل یک بعدی انتشار امواج و برای توصیف رفتار خاک از مدل خطی معادل استفاده شده است و نتایج آن به صورت نقشه های ریزپهنه بندی بیشینه شتاب و سرعت زمین و ضریب بزرگنمایی ارائه شده است. نتایج تحلیل های یک بعدی نشان می دهد که تأثیر حضور لایه های آبرفتی رسی نرم و با تراکم متوسط بر روی حرکت لرزه ای سنگ بستر قابل ملاحظه می باشد. همچنین وجود یک لایه رسی متراکم سطحی از درصد تشدید در بعضی نقاط کاسته است. به طور کلی نتایج حاکی از بزرگنمایی حرکت زمین در بازه 2.29 تا 2.89 می باشد. همچنین پریود دینامیکی آبرفت در حدود 0.9 ثانیه به دست آمده است.برای ادامه این تحقیق پیشنهاد می گردد علاوه بر گسترش و تدقیق اطلاعات ژئوتکنیکی، از مدل های غیرخطی برای تبیین رفتار خاک استفاده شود، وابستگی نسبت کرنش به فرکانس در نظر گرفته شود و اثرات توپوگرافی محلی به کمک تحلیل های دو و یا سه بعدی بررسی گردد.

با توجه به اهمیت و نقش کلیدی پی در سازه ها، بحث اندرکنش خاک و پی و مسأله فونداسیون ماشین الات و لزوم تأمین ایمنی و کارآیی، در این پایان نامه تلاش شده تأثیر پارامترهای عمق قرارگیری اولین لایه ژئوگرید، عرض ژئوگرید، فاصله لایه های ژئوگرید و تعداد لایه های ژئوگرید بر افزایش ظرفیت باربری خاک مورد بررسی قرار گیرد و رفتار خاک های مسلح و غیر مسلح تحت بارگذاری سیکلی قائم بررسی شود. بدین منظور با آزمایش ها و کالیبره کردن مدل عددی با استفاده از نتایج مدل سازیهای کوچک مقیاس آزمایشگاهی، به تحلیل خاک مسلح و بدست آوردن مقادیر بهینه برای پارامترهای فوق پرداخته شده است. جهت مدل سازی عددی از نرم افزار flac استفاده شده است.

دیوارهای آب بند بر اساس وضعیت زمین شناسی توده سنگ پی و وضعیت فیزیکی و مکانیکی آن طراحی شده و اهمیت فوق العاده ای در جهت کنترل تراوش و ایمن سازی پی سد دارند. با توجه به امتداد یافتن دیوار آب بند در داخل هسته رسی جهت آب بندی مطلوبتر، و همچنین با توجه به وضعیت زمین شناسی و مشخصات فیزیکی و مکانیکی سنگ پی، اندرکنش هسته و پی با دیوار آببند در حالات مختلف بارگذاری استاتیکی و دینامیکی حایز اهمیت فراوان می باشد. عدم کارایی دیوار آب بند، غالبا در اثر گسیختگی و یا شکستگی دیوار آب بند در محل اتصال دیوار آب بند و هسته سد پیش می آید که نتیجه آن نشت زیاد از قاعده هسته و بعضا تخریب سد می باشد. هدف از انجام این پروژه، بررسی اندرکنش دیوار آب بند و هسته رسی تحت بارهای دینامیکی به هنگام زلزله می باشد که سد مخزنی کرخه به عنوان مطالعه ی موردی انتخاب گردید. به منظور نیل به این هدف، ابتدا مدل سد کرخه در نرم افزار flac ساخته شد و کلیه مراحل، شامل قبل از ساخت، ساخت مرحله ای و آب گیری مدل گردیدند. آنگاه مدل ساخته شده، با کمک نتایج ابزار دقیق کالیبره شد. سپس با توجه به مطالعات لرزه خیزی انجام شده، شتاب نگاشت مناسبی انتخاب و به مدل اعمال شد. نتایج حاصل نشان دادند که تغییر مکان افقی و کرنش برشی ماکزیمم در دیوار آب بند، در مجاورت هسته رسی و در بالای دیوار آب بند رخ می دهد. این امر به دلیل سختی کم مصالح ریزدانه هسته رسی نسبت به سختی مصالح پی و بتن پلاستیک دیوار آب بند می باشد در صورت کاهش طول امتداد دیوار در هسته و انتخاب مدول الاستیسیته مناسب بتن پلاستیک، دیوار تحت بارگذاری فوق الذکر ایمن خواهد بود.

آسیبهای جدی وارده به ساختمان ها در طی زلزله های شدید یا حتی متوسط عموما به علت ضعف خاک برای نگهداری بارهای وارده هستند. در نبود یک ظرفیت باربری مناسب، بسیاری از پی ها چرخش های نامطلوب، نشست های ناگهانی و حتی واژگونی ساختمان را تجربه می کنند در این صورت لازم است تا اینگونه شالوده ها به نحوی تقویت شوند. یکی از مناسب ترین راه ها جهت تقویت خاک که طی چند سال گذشته بسیار نیز متداول شده است، تسلیح خاک به کمک ژیوسینتتیک ها (پارچه گونه ها) می باشد. در سالهای اخیر مطالعات زیادی در خصوص رفتار (ظرفیت باربری و نشست) شالوده های سطحی مسلح با انواع پارچه گونه ها انجام شده که از جنبه های گوناگون به بررسی پارامترهای موثر در تسلیح شالوده های سطحی و میزان اثر گذاری هر کدام از این عوامل (طول، تعداد، عمق قرارگیری و ...) پرداخته اند. عمده این تحقیقات مربوط به فعالیت های آزمایشگاهی کوچک مقیاس تحت بارهای قایم استاتیکی و اندک شماری از آنها مربوط به بارگذاری سیکلی قایم می باشند. متاسفانه تا کنون تحقیق جامعی در خصوص رفتار شالوده های سطحی مسلح یا حتی غیر مسلح تحت بارهای سیکلی افقی به عمل نیامده است. در این پژوهش ضمن تدقیق مدل عددی ساخته شده در محیط نرم افزاری flac با نتایج و داده های آزمایشگاهی حاصل از بررسی شالوده تحت بارهای قایم استاتیکی در دو حالت مسلح و غیر مسلح، به مطالعه پارامتریک مدل عددی در شرایط مختلف تسلیح تحت بارهای سیکلی افقی پرداخته شده است. نتایج بررسی ها در حالت استاتیکی نشان دهنده سازگاری مناسب مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی در هر دو شرایط غیر مسلح و مسلح بوده است. در مطالعه پارامتریک انجام شده روی مدل عددی تحت بارهای سیکلی افقی، ضمن بررسی ظرفیت باربری شالوده در حالت قایم میزان توان باربری افقی شالوده نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این راستا با تعریف کمیتی به نام فاکتور ظرفیت باربری افقی (hbcr) که از جهاتی قابل مقایسه با فاکتور ظرفیت باربری در جهت قایم (bcr) می باشد، اثر پارامترهای مختلف مثل عمق قرارگیری، تعداد و طول مسلح کننده ، دامنه نوسان و تعداد سیکل های بارگذاری، بر ظرفیت باربری شالوده و توان باربری افقی آن در مقابله با نیروهای محرک لغزشی مورد تحلیل قرار گرفته است.

امروزه ساخت و بهره برداری از سدهای خاکی بیش از پیش رواج یافته است و بنابراین مسایل مرتبط با آن ها توجهی ویژه می طلبد. از جمله این مسایل، نحوه توزیع تنش ها، چگونگی تغییر شکل ها و پدیده قوس زدگی است. قوس زدگی در حالات بحرانی می تواند ایمنی سد را به مخاطره اندازد. از این رو مطالعه و بررسی هسته سدهای خاکی از این جنبه ضروری می نماید. در مطالعه حاضر به منظور انجام مطالعه ای موردی، سد خاکی کرخه با ارتفاع 127 متر و طول تاجی در حدود 3 کیلومتر در جنوب غربی ایران با هسته ای از مصالح مخلوط با درصد اختلاط 40/60 (شن/رس) انتخاب شد. مدلی بر اساس اطلاعات موجود و با استفاده از روش تفاضل محدود و نرم افزار flac ساخته و بر طبق مشاهدات ابزارسنجی، کالیبره گردید. در کالیبراسیون از دو متغیر کلیدی تنش کل و تغییر شکل قایم استفاده شد. تغییرات ضریب قوس زدگی در ارتفاع و در ترازهای مختلف و نیز در حالات گوناگون ساخت سد، پایان ساخت و نیز پس از آب گیری آن مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین مدل هایی متفاوت در خصوصیات هسته سد، از مصالح رس خالص و هسته مختلط با درصدهای اختلاط 30/70 (شن/رس) ساخته شد و تغییرات ضریبت قوس زدگی در آن ها نیز ارزیابی گردید. نتایج حاصل حاکی از آن بود که در همه هسته ها در مرحله ساخت سد و با افزایش تراز خاکریزی، ضرایب قوس زدگی در عرض هسته سد کاهش یافته و به عبارتی قوس زدگی شدت می یابد. این روند تا پایان ساخت سد ادامه دارد. در مرحله آب گیری و در تراز حداکثر آن مخزن شاهد کاهش متوسط مقادیر ضریب قوس زدگی خواهیم بود. مقایسه هسته های گوناگون بادرصدهای اختلاط متفاوت در مراحل ساخت، پایان ساخت و پس از آب گیری و در همه ترازهای پایینی، میانی و بالایی نشان می دهد که ضرایب قوس زدگی در هسته مخلوط 50/50 بیش از سایر هسته ها است و پس از آن درصدهای اختلاط 30/70 و 40/60 از مقادیر بیشتری برخوردارند و می توانند گزینه بهینه برای مصالح هسته از لحاظ پدیده قوس زدگی باشند. شدت قوس زدگی در هسته رسی خالص بیشتر از سایر گزیته ها است.