رفتار مکانیکی خاک های متورم شونده یکی از مسائل پرچالش مهندسی عمران می باشد. استفاده از روش های عددی در بررسی رفتار خاک یکی از روش های معمول در علم مکانیک خاک است. با این وجود، دقت روش های عددی به شدت بستگی به استفاده از مدل رفتاری مناسب برای حل مسائل دارد. از این رو برای مدلسازی خاک های غیر اشباع به روش عددی، بررسی مفاهیم اولیه این علم از جمله تنش موثر، حرکت آب، تحکیم، معیار های گسیختگی و در حالت کلی مدل های رفتاری خاک های غیر اشباع ناگزیر می باشد. یکی از مدل های شناخته شده در میان مدل های الاستوپلاستیک برای مدل سازی خاک های غیر اشباع، مدل بنیادی بارسلونا می باشد. این مدل با بهره گیری از مدل کم-کلی اصلاح شده ، در سال 1990 معرفی گردید. هدف از انجام این پایان نامه، بررسی مدلهای رفتاری ارائه شده در طی سالیان و انتخاب مدل رفتاری مناسب برای استفاده در برنامه های عددی موجود و بالاخره مدل سازی رفتار خاک های متورم شونده در چهارچوب خاک های غیر اشباع می باشد. در این تحقیق، سعی شده است با بهره گیری از روش تفاضل محدود و با استفاده از نرم افزارflac 2d رفتار خاک غیر اشباع متورم شونده در حین حرکت آب در این نوع خاک ها بررسی گردد. نتایج نشان می دهد که با تغییر برخی پارامترهای مدل کم-کلی در نرم افزار flac و تبدیل آن به مدل بارسلونا در محدوده ی خاک های غیر اشباع متورم شونده، نتایج قابل قبولی در مقایسه با روش های تحلیلی به دست می آید. همچنین با توجه به نتایج این پایان نامه می توان اذعان نمود که استفاده از روش های عددی در تحلیل مسائل مربوط به حرکت آب در بدنه خاک غیر اشباع جواب های دقیق تری نسبت به روش های تحلیلی کلاسیک به دست می دهد.

در شهرهای بزرگ ساخت تونل در نزدیکی ساختمان ها و پل ها یکی از دغدغه های مهندسین می باشد. از طرف دیگر بیشتر این سازه ها بر روی پی های شمعی قرار گرفته اند. حفاری تونل باعث ایجاد جابجایی های بلندمدت و کوتاه مدت در زمین می شود. این جابجایی ها سازه های موجود در نزدیکی تونل را تحت تأثیر قرار داده و باعث ایجاد نشست در این سازه ها می شود. این تأثیرات در شمع های موجود در مجاورت محل حفاری تونل بیشتر می باشد. به طوریکه جابجایی های ایجاد شده در زمین به شمع ها انتقال یافته و باعث ایجاد نیروهای محوری و ممان خمشی در شمع می گردد. بنابراین بررسی مناسب از تأثیر حفاری بر روی سازه ها و شمع های مجاور از نظر ضریب ایمنی حفاری بسیار حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق به بررسی عددی تأثیر حفاری تونل بر روی شمع های تکی و گروهی موجود در نزدیکی محل حفاری پرداخته شده است و تأثیر پارامترهای مختلف بررسی گردیده است. برای درک بهتر چگونگی تأثیر حفاری تونل بر روی شمع های گروهی، شمع های جلویی و عقبی با شمع های تکی در مکان ها و شرایط مشابه مقایسه شده است.