خاک های سطحی در مناطق ساحلی و فراساحلی معمولاً از نوع ماسه و رس رسوبی و بسیار سست بوده و با توجه به اشباع بودن، تحت بارگذاری دینامیکی مستعد روانگرایی هستند. رفتار خاک ها در روانگرایی بسیار پیچیده بوده و تابع عوامل مختلفی است. در نتیجه شمع های قرار گرفته در این نوع خاک ها نیز عملکرد بسیار پیچیده ای داشته و با وجود تحقیقات گسترده ای که در این خصوص انجام شده، می توان گفت کماکان مکانیزم اندرکنش شمع و خاک در شرایط وقوع روانگرایی به صورت کامل و دقیق مشخص نشده است. در این تحقیق برای بررسی پدیده روانگرایی، مدل سازی به صورت سه بعدی انجام شده و از تحلیل کاملاً همبسته (u-p) و روش اجزای محدود برای حل مسئله استفاده شده است. مدل رفتاری استفاده شده توانایی پیش بینی رفتار ماسه در حالت زهکشی نشده را داشته و با دقت نسبتاً خوبی پدیده روانگرایی را شبیه سازی می کند. لایه بندی خاک مورد استفاده در تحقیق حاضر شامل یک لایه خاک ماسه ای با تراکم کم است که بر روی یک لایه از خاک ماسه ای با تراکم بیشتر قرار گرفته و برای بررسی اثر حضور خاک رس، بار دیگر لایه بالایی به صورت دو لایه شامل لایه ای از خاک رس بر روی لایه ماسه ای در نظر گرفته شده است. بارگذاری دینامیکی شامل یک موج هارمونیک سینوسی از نوع تاریخچه زمانی شتاب با شدت و فرکانس های مختلف بوده و مدت کل زمان بارگذاری نیز 10 ثانیه انتخاب شده است. با توجه به موارد ذکر شده و با انجام صحت سنجی مدل، تغییرات فشار آب حفره ای، تغییرمکان های شمع و لنگرهای خمشی آن با دقت نسبتاً خوبی بدست آمد که نشان دهنده توانایی مدل در پیش بینی مکانیزم روانگرایی و اثرات آن بر شمع است. مشاهده گردید که پاسخ های شمع و به خصوص لنگرهای خمشی و شتاب، با افزایش فرکانس بارگذاری دچار کاهش قابل ملاحظه ای می شوند. با افزایش قطر شمع، سطح جانبی شمع که در تماس با خاک است، افزایش می یابد و با وجود این که افزایش قطر سبب کاهش تغییرمکان می گردد، از طرف دیگر می تواند به علت افزایش سطح جانبی شمع در برابر خاک و در نتیجه افزایش نیروهای حرکتی وارده از خاک، سبب افزایش تغییرمکان ها نیز گردد. همچنین می توان نتیجه گرفت که در صورت حضور لایه رسی، لنگرهای خمشی حداکثر شمع پس از روانگرایی می تواند تا حدود 45 درصد افزایش یابد که میزان این افزایش به ضخامت لایه رسی بستگی دارد.

امروزه تثبیت خاک یکی از شاخه های علم ژئوتکنیک است که کارشناسان مربوطه با اصول علمی و استفاده از تکنولوژی، مواد و مصالح مناسب را در تقویت خاک بکارگرفته و مشخصات مهندسی، خواص مکانیکی از جمله مقاومت، سختی، شکل¬پذیری و ظرفیت باربری آنرا بهبود می بخشند. تثبیت خاک برای اهداف مختلفی به کار می رود نظیر جلوگیری موقت از فرسایش سطوح ساخت محلی برای فعالیت¬های ساخت و ساز، بهبود شرایط خاک بسترهای ضعیف، بهسازی لایه های اساس، کنترل شن¬های روان و بازیافت راه¬های قدیمی با مصالح ضعیف. همچنین افزایش هزینه ساخت راه، سد، راه¬آهن و فرودگاه و بطورکلی سازه¬های خاکی با توجه به محدود¬بودن بودجه و سرعت اجرای کار سبب می¬گردد تا مهندسان برای جلوگیری از جابجایی احجام زیادی از مصالح، با عمل تثبیت، از مواد و مصالح محلی، حداکثر استفاده را بنمایند. با توجه به اقلیم جغرافیایی ایران و وجود مناطق وسیعی از ماسه¬روان، در آن بطور اجتناب ناپذیری این بسترها با خطوط راه¬آهن و راه برخورد داشته که با قابلیت¬های این تحقیق می¬توان مشکلات موجود را مرتفع نمود. در این تحقیق مطالعات آزمایشگاهی بر روی اثر غلظت¬های مختلف دو پلیمر پلی¬وینیل¬استات و متیل¬متا اکریلات در زمان¬های عمل¬آوری متفاوت، بر بافت نمونه¬های انتخابی از خاک ماسه¬روان تهیه شده از اطراف گرمسار انجام شده و نتایج به صورت جداول و نمودار نشان داده شده است. در ابتدا آزمایش تراکم جهت تعیین درصد رطوبت بهینه خاک و تعیین درصد بهینه از محلول-های پلیمری، انجام و نتایج منعکس شد و در مرحله بعد، آزمایش نسبت¬باربری¬کالیفرنیا (cbr) بر روی نمونه¬های تثبیت¬شده با دو پلیمر مورد مطالعه و نمونه¬های فاقد پلیمر، تحت شرایط آزمایشگاهی خشک ¬و اشباع با درصد¬¬¬های مختلف از دو پلیمر مذکور و در زمان¬های عمل¬آوری مختلف طبق استاندارد (1883astm d)، جهت بررسی تغییرات مقاومتcbr نمونه¬های انتخابی از خاک مذکور، تعیین در صد پلیمر بهینه و تعیین زمان عمل¬آوری مفید، انجام گرفته است. این آزمایش متداول¬ترین روش آزمایشگاهی تعیین مقاومت نسبی خاک¬ها می¬باشد و مقاومت خاک را تحت شرایط کنترل شده درصد رطوبت و وزن مخصوص می¬دهد. هدف از انجام این تحقیق، بهبود خصوصیات مکانیکی خاک¬های ماسه¬بادی با افزودن مواد پلیمری است و چون مشکل خاک¬های ماسه¬بادی، مقاومت کم در دو حا¬لت خشک و اشباع می باشد، بنابراین بهبود این وضعیت در این تحقیق طی آزمایش¬های مختلف مورد بررسی قرار گرفته و نتایج زیر حاصل شد: 1.چنانچه درصد پلیمر مصرفی بیش از 3% ¬¬¬باشد، ضمن اینکه از لحاظ اقتصادی چندان مقرون¬به¬صرفه به¬نظر نمی¬رسد، از لحاظ فنی نیز باعث افزایش چندان درصد cbr نمی-شود. 2.تاثیر زمان عمل¬آوری بر افزایش مقاومتcbr نمونه¬ها دارای سقف خاص خود می¬باشد و زمان عمل¬آوری 14 روز، بهینه می¬باشد. 3.میزان سختی و پایداری ترکیبات ایجاد¬شده در برابر رطوبت مشخص می¬شود. به طوری که در حالت¬های اشباع در هر یک از درصدهای پلیمرهای مصرفی، افت کمی در مقدار مقاومت cbr نسبت به حالت خشک، مشاهده شد. توجه به این نکته در طول عمر مفید راه از لحاظ تعمیرونگه¬¬¬داری بسیار حائز اهمیت می باشد. زیرا به علت مقاومت خوب نمونه¬های آزمایشی در حالت اشباع در طول عمر مفید راه از خرابی¬های زودرس روسازی، ناشی از تخریب یا فرسایش بستر راه به هنگام اشباع شدن، جلوگیری می¬شود.