ظرفیت باربری پی ها از جمله مباحثی است که پیوسته مورد توجه کارشناسان ژئوتکنیک بوده است. با اعمال نیروهای بزرگ بر پی های سطحی که به فاصل? کم نسبت به هم بنا شده اند، پدید? تداخل در رفتار پی ها رخ داده و مهمترین تأثیر این پدیده تغییر در ظرفیت باربری پی می باشد. به منظور جلوگیری از گسیختگی خاک، بهسازی خاک ها یکی از روش های مناسب جهت تثبیت خاک می باشد. تسلیح خاک با مسلح کننده های پلیمری نظیر ژئوگرید و ژئوتکستایل از روش های نوینی است که در پروژه های مختلف به کار گرفته می شود. در این پایان نامه ظرفیت باربری پی های سطحی نواری متداخل مستقر بر خاک های ماسه ای غیر مسلح و همچنین مسلح با ژئوگرید، هم به روش عددی اجزای محدود و هم به روش آزمایشگاهی بررسی گردید. رفتار پی ها در شرایط کرنش صفحه ای بررسی شده و رفتار خاک با معیار خرابی موهر-کولمب مدل شده است. در عملیات آزمایشگاهی ابعاد نمونه برابر 5/0×5/0×9/0 متر و عرض پی برابر 8/5 سانتی متر بوده است. بار توسط یک جک هیدرولیکی وارد و به وسیل? یک حلق? بار اندازه گیری شده است. مقادیری بهینه برای مکان هندسی مسلح کننده ها جهت حصول ظرفیت باربری ماکزیمم با توجه به فاصل? بین پی ها به دست آمده و اثر خصوصیات مقاومتی ژئوگرید وخاک ماسه ای، و همچنین عرض و عمق مدفون پی بر ظرفیت باربری پی های نواری متداخل بررسی و نتایج به شکل مقادیر بدون بعد به صورت نسبت ظرفیت باربری نهایی ارائه شده است. چارت های طراحی به منظور طراحی اقتصادی اینگونه پی ها ارائه و همچنین جهت انعکاس اثر تداخل در رابط? عمومی ظرفیت باربری، مدلی ارائه گردیده است. صحت عملکرد این مدل در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی و نیز روابط تئوریک اثبات شده که نشان از دقت قابل قبول آن دارد. بر اساس مدل سازی المان محدودگوه های گسیختگی و مکانیسم خرابی پی های سطحی نواری متداخل مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که تسلیح خاک موجب افزایش ظرفیت باربری شالوده های سطحی متداخل خواهد شد.

یکی از مصالحی که امروزه به صورت گسترده در بخش های مختلف عمرانی مورد استفاده قرار می گیرد ژئوتکستایل¬ می باشد، که در بخش های مختلف با عملکردهای متفاوتی به کار می روند که از جمله مهم ترین این کاربردها می توان به فیلتراسون، زهکشی، جداسازی، تسلیح و آب¬بندی اشاره کرد. با توجه با اینکه در اجرای پروژه های عمرانی، این مصالح تحت شرایط مختلفی قرار می گیرند، بررسی رفتار و نحوه عملکرد آن ها در شرایط گوناگون حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق به بررسی عملکرد فیلتراسیون و زهکشی دو نوع ژئوتکستایل بافته¬ نشده، با مشخصات متفاوت و جرم بر واحد سطح g/m2 250 و g/m2 500، در مجاورت خاک، تحت فشار ها و گرادیان های هیدرولیکی متفاوت پرداخته شده است. برای این منظور یک سلول اندازه گیری نفوذپذیری عمود بر صفحه جهت انجام آزمایش ها ساخته شد. این دستگاه به منظور بررسی میزان زهکشی و پتانسیل گرفتگی سیستم ژئوتکستایل- خاک مورد استفاده قرار می گیرد. در آزمایش های انجام شده با اعمال فشار های متفاوت تا 200 کیلو¬پاسکال و با شیب (گرادیان های) هیدرولیکی1 و 5 رفتار سیستم خاک-ژئوتکستایل بر اساس میزان عملکرد زهکشی ژئوتکستایل و همچنین سرعت گرفتگی منافذ مورد بررسی قرار گرفته است.

رس¬ها به علت نفوذپذیری اندکی که دارند، در بسیاری از سازه¬های آبی-خاکی به عنوان آب¬بند مورد استفاده قرار می¬گیرند. رس واگرا به خاکی اطلاق می¬شود که حالت فیزیکی-شیمیایی دانه¬های آن به گونه¬ای است که در تماس با آب نسبتاً خالص، ذرات منفرد رس آن پراکنده و از یکدیگر جدا می¬گردند. در این حالت خاک رس به شدت فرسایش پذیر می¬شود، به¬طوری که ذرات رس در آب معلق می مانند و ته¬نشین نمی شوند. رس¬های واگرا در مقایسه با رس¬های معمولی دارای درصد سدیم محلول در آب بالاتری هستند. عدم شناخت رس¬های واگرا می¬تواند منجر به خسارت و خرابی این سازه¬ها گردد، زیرا ذرات خاک های رسی واگرا تحت شرایط خاصی متفرق شده و به سرعت شسته می شوند. ساخت جاده¬ها و سواره¬روها بر روی خاک¬های واگرا، به علت ظرفیت باربری اندک این خاک¬ها در حالت مرطوب، بسیار مشکل است. بدین ترتیب ملاحظه می¬گرددکه شناسایی و همچنین اصلاح خاک¬های واگرا از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. بهبود خواص خاک با افزودن مواد تثبیت کننده می¬تواند به عنوان راهکاری مناسب در مواجهه با خاک¬های مسأله دار مورد توجه قرارگیرد. در منطقه¬ی سیمین دشت گرمسار (واقع در استان سمنان-ایران)، برخی از سازه¬های هیدرولیکی به علت قرارگیری بر روی این نوع خاک¬ها دچار خسارت و خرابی شده¬اند. در این پژوهش، با انجام تست های واگرایی نظیر پین هول، کرامب، هیدرومتری دوگانه و تست¬های شیمیایی، به بررسی میزان واگرایی 5 نمونه¬ی خاک اطراف کانل انتقال آب منطقه¬ی سیمین¬دشت به گرمسار و نیز میزان اصلاح واگرایی نمونه¬های واگرا در اثر افزودن سه ماده آهک، سیمان و آلومینیوم¬نیترات (به عنوان یک ماده جدید) پرداخته شده است. بر اثر افزودن 5% سیمان یا 5% آهک به خاک a (با واگرایی بالا) و 3% سیمان یا 5% آهک به خاک b (نیمه¬واگرا) میزان واگرایی نمونه های واگرا کاملاً اصلاح شد؛ اما افزودن این دو ماده باعث می شود رفتار خاک در هنگام آبشستگی قابل پیش بینی نباشد. افزودن 3% آلومینیوم¬نیترات به هر دو نمونه¬ی واگرا باعث اصلاح واگرایی می شود. به علاوه رفتار خاک در آبشستگی قابل پیش بینی بوده و از روندی مشابه با رفتار خاک خالص پیروی می¬کند.

کاهش خطرپذیری خطوط لوله در برابر انفجار به عنوان یکی از مهم ترین شریان های حیاتی، در شرایط حاضر کشور از اهمیت ویژه ای برخوردار است. پایان نامه حاضر به بررسی نقش لایه های ژئوفوم بر رفتار لوله در برابر بارگذاری ناشی از انفجار سطحی می پردازد. در این راستا ابتدا با استفاده از نرم افزار ال اس داینا، تحلیل حوزه آزاد انفجار سطحی بر روی خاک ماسه ای انجام می گیرد. پس از آن با مقایسه ابعاد دهانه چاله انفجارهای تشکیل یافته از نتایج آزمایشگاهی به صحت سنجی مدل انفجار سطحی پرداخته می شود. سپس با جایگذاری لوله در اعماق مختلف ماسه و اعمال بار انفجار، کرنش های ربع دهانه لوله با نتایج آزمون های انجام شده در آزمایشگاه مقایسه می گردد. این شبیه سازی ها که با روش های اویلری-لاگرانژی دلخواه و لاگرانژی انجام شده است به منظور صحت سنجی و اعتباریابی به مدل سازی های صورت گرفته برای انفجار و لوله مدفون می باشد. در ادامه با تعمیم مدل های اجزا محدود اعتبارسنجی شده در مرحله قبل و با قرار دادن ژئوفوم در ترازهای مختلف بالای لوله و در مسیر امواج ناشی از انفجار، اثر عمق دفن، چگالی و تغییرات هندسی در ژئوفوم نظیر طول، عرض، ضخامت بر رفتار لوله بررسی شد. نتایج به دست آمده از تحلیل ها نشان داد که عمق دفن ژئوفوم اثر بسزایی در کاهش تنش های وارد به لوله خواهد داشت. انتخاب ژئوفوم با طولی برابر با طول لوله و عرضی معادل 5/1 برابر قطر لوله بهترین عملکرد را ارائه داد. ضخامت ژئوفوم تاثیر چندانی در کاهش تنش های وارد به لوله نداشت. با افزایش چگالی ژئوفوم توان جذب انرژی امواج بیشتر شد و با افزایش مدول برشی آن زاویه انحراف امواج افزایش یافت. هم چنین با افزایش یافتن عمق دفن، طول، عرض، ضخامت، و چگالی ژئوفوم علاوه بر کاهش تنش ها، زمان رسیدن به بیشینه تنش کاهش می یافت. در نهایت به ترتیب اثرگذاری در تنش های لوله، متغیر های عمق دفن، چگالی، طول، عرض و ضخامت ژئوفوم طبقه بندی شد.

خواص دینامیکی خاک ها شامل مدول برشی و نسبت میرایی از پارامترهای بسیار مهم جهت بررسی رفتار دینامیکی و همچنین مدلسازی این مصالح می باشند. مرور مطالعات گذشته نشان می دهد که بخش زیادی از تحقیقات صورت گرفته بر رفتار خاک های سیلیکاتی متمرکز بوده و خاک های کربناتی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از طرفی مناطق وسیعی از کره زمین، از جمله بخش های وسیعی از مناطق جنوبی ایران، پوشیده از خاک های کربناتی است. مناطق جنوبی کشورمان که از خطر لرزه-خیزی بالایی برخوردار است، به علت موقعیت حساس و استراتژیک و همچنین وجود منابع عظیم نفتی و گازی مورد ساخت و سازهای گسترده ای قرار می گیرد. از اینرو بررسی پارامترهای دینامیکی ماسه های کربناتی این نواحی و مقایسه ی آن با ماسه های سیلیکاتی از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. در این پژوهش، مدول برشی و نسبت میرایی ماسه های کربناتی بوشهر و هرمز و همچنین ماسه سیلیکاتی بابلسر در دامنه های کرنش برشی کوچک تا بزرگ و با انجام آزمایش های ستون تشدید و سه محوری سیکلی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. اثر فشار محدود کننده ی میانگین و نسبت تخلخل بر رفتار دینامیکی ماسه های کربناتی و سیلیکاتی مورد بررسی قرار گرفت. مدول برشی و نسبت میرایی ماسه های مورد آزمایش تحت شرایط تنش همسان و ناهمسان ارزیابی شد تا در صورت نیاز اثر شرایط تنش در رفتار خاک لحاظ گردد. در ادامه نتایج با مدل ها و روابط موجود مقایسه شد.