فرآیند متراکم سازی دینامیکی عمدتاً از طریق آزمایش های صحرایی تعیین می شود که تا حد زیادی به داوری و تجربه طراح بستگی دارد. این موضوع به طور مفصل توسطلایسمر ، اسکات و پیرس ، ماینه و جونز ، هلیمن ، کیان ، لی و همکاران ،منارد و برویس ، چارلز و همکاران و لوکاس بررسی شده است. در دنیای امروزی انجام فعالیت های صحرایی هنگفت و زمان بر می باشد، خصوصاً زمانی که نمونه های صحرایی دارای ابعاد بزرگی هستند آزمایشگاه سانتریفیوژ گزینه ای مطمئن است که به راحتی می توان انواع مدل ها را با ابعاد مختلف تهیه کرده، و تحت شرایط مختلف بارگذاری (استاتیکی و دینامیکی) مورد آزمایش و بررسی قرار داد.نکته قابل توجه در جدول که رابطه مستقیمی با پروژه دارد، این است که تنش بدست آمده در شرایط آزمایشگاه عیناً برابر با تنش اندازه گیری شده در شرایط صحرا می باشد. این مطالب را تایلور بررسی و نتیجه گیری کرده است. از بین آزمایش ها متعدد انجام شده، برای این تحقیق از نتایج دو آزمایش با درصد تراکم نسبی 3/41 و 2/43 استفاده شده است. درصد تراکم نسبی از رابطه زیر به دست میآید: rd = ?_max/?_n ×((?_n-?_min))/((?_max-?_min))6-1 که در آن rd درصد تراکم نسبی، ?_maxچگالی حداکثر،?_nچگالی طبیعی و ?_minچگالی حداقل می باشد. ما از داده های آزمایشگاهی در این پروژه استفاده کردیم که روند زیر بر روی آن صورت گرفته است. در آزمایشگاه سیگنال های نیرو و شتاب برای هر ضربه گرفته شده و بعد از این که توسط سیستم ثبت داده این داده ها به فایل های spread sheetتبدیل شد، داده ها به matlab برده شده و توسط برنامه نوشته شده پارامترهای مکانیکی خاک حاصل شد که در این پروژه در موارد محدود تنها از پارامتر عمق بهبود یافته استفاده شد. در محدوده ای که پیش بینی می شد ضربه اثر دارد، در دو جهت قائم و افقی دستگاه های اندازه گیری تنش که توسط پرویزی طراحی شده اند قرار گرفته و سیگنال های ایجاد شده در اثر هر ضربه گرفته شد. این سیگنال ها احتیاج به یکدست شدن داشتند که توسط برنامه نوشته شده به منحنی های مورد نظر تبدیل شوند. پس از اعمال ضرایب کالیبراسیون، پیک هر سیگنال در دو جهت قائم و افقی در اعماق مختلف تعیین گردید. در واقع برای هر آزمایش تراکم دینامیکی با انرژی کم در خاک، تعداد زیادی داده توسط سیستم ثبت داده گرفته شده است؛ که برای دستگاه های مختلف تعداد 2048 داده می باشد البته این داده ها برای اهداف مختلفی به کار رفته اند و داده ها به صورت 2^n می باشند که برای بعضی سیگنال ها قابل استفاده در تبدیل فوریه سریع (fft) هستند و از حوزه زمان به حوزه فرکانس تبدیل شده اند. در نمونه مدل شده در نرم افزار آباکوس، تراکم نسبی 42 درصد تحلیل شده است.که این نوع خاک از نوع سست بوده و هدف از تحقیق حاضر بهبود رفتار خاک در مقابل ضربه می باشد. با بررسی تغییرات ایجاد شده در خاک در اثر هر ضربه توانستیم از داده های آزمایشگاهی در آزمایشگاه سانتریفیوژنیز استفاده کنیم.

غلتک ضربه‎ای "مربعی شکل" که در 20 سال اخیر در استرالیا ساخته شده و توسعه داده شده، کاربردهای متنوعی را در بخش‎های مختلف جهان یافته است. با به کار بردن اصول تراکم دینامیکی با غلتک، غلتک ضربه‎ای زمین را تا اعماق زیادی بدون حفاری یا خاکبرداری متراکم می‎کند که با این کار اجازه حفظ موادی را که نامناسب به نظرمی‎رسند، همانند خاکریزهای مهندسی را می‎دهد. غلتک همچنین بهبود زمین ضعیف را تسهیل می‎کند چه زمین طبیعی یا دست‎خورده، چه بتن‎های شکسته یا سنگ، چه زباله‎های متراکم. اهداف اصلی پژوهش، ارائه یک رویکرد عملی برای مدل کردن فرآیند ضربه با غلتک و مقیاس نمودن آن است که از داده‎های فرآیند موجود یا در دسترس برای تخمین پارامترهای خاک استفاده می‎کند و پیرو آن با استفاده از ظرفیت پیش‎بینی مدل در ترکیب با آزمایش wak به کارکردهای مطلوب فرآیند دست می‎یابد. در گام اول فرآیند تراکم دینامیکی با abaqus مدل می‎شود. این گام با تأیید پیش‎بینی‎های مدل از طریق مقایسه بین داده‎های تجربی و پارامترهای پیش‎بینی شده توسط مدل ادامه می‎یابد. به محض اینکه تأییدیه مدل بنا نهاده شد مدل استفاده می‎شود تا پارامترهای ورودی فرآیند را بگیرد و به ویژگی‎های مورد نظر خاک از طریق مقیاس با استفاده از بخش تحلیلی آزمایش wak دست پیدا کند. نتایج به دست آمده، اعتبار و کاربرد عملی استراتژی ارائه‎شده‎ی تراکم با غلتک ضربه‎ای را نشان می‎دهد. اندازه‎گیری ویژگی‎های مکانیکی ماسه در چگالی‎های مختلف تحت اثر غلتک ضربه‎ای مربعی شکل نیز متعاقباً می‎آید. نهایتاً، عمق تأثیر غلتک ضربه‎ای مربعی شکل به دست می‎آید. در این محاسبه، ضریب عکس‎العمل بستر به عنوان شاخص کیفیت خاک متراکم شده با غلتک استفاده می‎شود.

فرار و نشت آب از پدیده های مخربی هستند که بعد از احداث سدهای خاکی می تواند ایمنی و پایداری این سازه ها را به مخاطره بیاندازد. دقیق ترین روش تعیین الگوی حرکت جریان و تعیین خصوصیات جریان از درون ساختار سدهای خاکی استفاده از تکنیک ردیابی می باشد. اعتقاد بر این است که اجرای هر گونه عملیات اصلاحی برای کنترل نشت بدون مطالعه ردیابی الزاماً نتایج مطلوبی به بار نخواهد آورد.بر اساس بازدیدهای صورتگرفته از سد خاکی شاه قاسم واقع در شهرستان بویراحمد، میزان نشت و فرار آب مشاهده شده در چاهک های پایین دست آن قابل توجه بوده و بیشتر از حد محاسبه شده در طراحی سد می باشد. در این پایان نامه به مطالعه ردیابی جریان آب نشت یافته از بدنه و تکیه گاههای سد شاه قاسم را مشخص می گردد. برای انجام این تحقیق سه مرحله آزمایش ردیابی انجام گرفت و برای تشخیص نقاط تزریق و نمونه برداری سطح ایستابی آب پیزومترهای بدنه و تکیه گاه های سد را اندازه گیری گردیدند و نتایج را با مدل عددی بدست آمده از نرم افزار seep/w مقایسه گردیدند و سپس سطح ایستابی آب موجود در بدنه و تکیه گاه های سد با استفاده از زمین آمار میان یابی شد و قسمتی از سد به عنوان منطقه بحرانی معرفی گردید. با استفاده از این نتایج در نهایت محل نقاط تزریق و نمونه برداری مشخص شدند. بعد از انجام آزمایشات ردیابی مقادیر زمان ظهور ماده ردیاب، سرعت متوسط و سرعت ماکزیمم در قسمت های مختلف سد محاسبه و با توجه به این مقادیر، مسیرهای احتمالی نشت جریان آب را مشخص شدند. در پایان راهکارهای لازم برای انجام مطالعات بیشتر در این زمینه و تشخیص دقیق تر مسیرهای نشت جریان آب از بدنه و تکیه گاه های سد پیشنهاد می شود.

روند رو به گسترش جمعیت در دنیا و لزوم استفاده بهینه از اراضی ساحلی درسالهای اخیر موجب گردیده که تحقیقات بیشتری در زمینه طراحی و اجرای دایک های ساحلی و احیای اراضی ساحلی انجام گردد. کشورهای دارای سواحل پست با شیب کم نسبت به بستر دریا، از دیر باز در معرض هجوم آب دریا قرار داشته اند و از این لحاظ حفاظت سواحل در این کشورها از اهمیت بسزائی برخوردار است. دایک های ساحلی از جمله سازه های هیدرولیکی است که در مناطق دلتایی و سواحل، با اهداف مختلفی از جمله جلوگیری از پیشروی امواج دریا به سمت ساحل، عدم تداخل آب شور دریا با آب شیرین مناطق ساحلی و همچنین جلوگیری از شور شدن اراضی قابل کشاورزی دلتاهای ساحلی ساخته می شود. نشت آب با وجود پی های آبرفتی و دلتایی سبب پدیده ویرانگر جوشش در این نوع سازه ها می شود. در این تحقیق با مدلسازی یک مدل آزمایشگاهی دایک ساحلی، توسط نرم افزار flac مبتنی بر روش تفاضل محدود، گسیختگی خاک بر اثر نیروی نشت مشاهده شده است. نتایج نشان می دهد تکیه صرف بر نتایج حاصل از فشار پیزومتریک که نیروی بالابر را ایجاد می کند، سبب کم برآوردی نیروی بالابر می شود؛ برای حل این مشکل جهت بررسی پدیده جوشش، رفتار خاک باید در بحرانی ترین حالت تحلیل شود. مدل عددی ارائه شده در محیط flac به خوبی قادر به مدلسازی رفتار خاک می باشد. مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی نیز این موضوع را تأیید می کند؛ زیرا این مدل عددی با دقت خوبی وقوع پدیده جوشش را پیش بینی کرده است و می تواند قبل از اجرای طرح، مکانیزم بالازدگی را بر اساس آنالیز تنش به خوبی پیش بینی کند و با راهکارهایی مانند افزایش طول پرده آب بند و یا استفاده از بلانکت، با طولانی تر کردن مسیر از وقوع آن جلو گیری شود. مدلسازی انجام شده نشان می دهد که زاویه اتساع و زاویه اصطکاک داخلی نیز در ضریب پایداری در برابر جوشش تاثیر دارد.

زمین یک سطح ناهموار است و بر روی آن شیب های متعددی وجود دارد. ناپایداری شیب های طبیعی و مصنوعی بر اثر عموامل مختلف، زمین لغزش نامیده می شود. زمین لغزش یکی از بلایای طبیعی در جهان است که انسان های زیادی را به کام مرگ کشانده است. روش های متعددی برای تحلیل پایداری شیب ها به وجود آمده اند. روش تعادل حدی و اجزای محدود از روش های پرکاربرد در تحلیل پایداری شیب ها هستند. معیار پایداری یک شیب، ضریب اطمینان است. همچنین رویه گسیختگی شیب را سطح لغزش می نامند. در روش اجزای محدود، هندسه سطح لغزش به ضریب-اطمینان بستگی دارد درحالی که در روش تعادل حدی، ضریب اطمینان به هندسه سطح لغزش بستگی دارد. به عبارت دیگر در روش تعادل حدی برعکس روش اجزای محدود، هندسه سطح-لغزش قبل از عمل تحلیل پایداری شیب فرض می شود. اکثراً در روش تعادل حدی هندسه سطح-لغزش دایره ای فرض شده است. در این تحقیق هندسه سطح لغزش از دایره ای به بیضوی تغییر داده می شود و دو روش بیشاپ ساده شده و جانبوی ساده شده از روش های زیرگروه روش تعادل حدی برای این نوع هندسه تعمیم داده می شود. سپس به مقایسه تحلیل پایداری شیب ها با این دو نوع هندسه در فضای دو بعدی و سه بعدی با روش های بیشاپ ساده شده و جانبوی ساده شده پرداخته می شود. همچنین به مقایسه تحلیل پایداری با روش اجزای محدود و روش تعادل حدی با فرض سطح لغزش بیضوی در فضای دو بعدی و سه بعدی نیز پرداخته می شود. برای تحلیل پایداری با سطح لغزش بیضوی از کدنویسی نوشته شده در برنامه متلب توسط مولف استفاده می-شود. در قسمتی دیگر از این تحقیق، از رویه یک زمین لغزش طبیعی در استان کهگیلویه و بویراحمد نقشه برداری می شود. سپس با روش های درون یابی کریجینگ و اسپلاین مکعبی دو بعدی، رویه واقعی آن مدل سازی می شود. سپس سطوح لغزش دایره ای و بیضوی برای این رویه گسیختگی، بدست آورده می شوند. در پایان به مقایسه تحلیل پایداری با سطوح لغزش دایره ای و بیضوی با روش تعادل حدی برای این گسیختگی طبیعی پرداخته می شود. برای مدل سازی رویه گسیختگی با روش اسپلاین مکعبی دو بعدی از کدنویسی نوشته شده در نرم افزار متلب توسط مولف استفاده می شود.

دیوارهای سپری از جمله تمهیداتی هستند که به منظور کاهش نشت، نیروی زیر‎ ‎فشار و شیب ‏خروجی در پی نفوذپذیر سازه های آبی مورد استفاده قرار‎ ‎می گیرند. در خصوص نشت از پی سازه-‏های آبی تاکنون تحقیقات زیادی، به ویژه در قالب مدل های عددی انجام شده است که برای ارزیابی ‏صحت آنها به داده های صحرائی و آزمایشگاهی نیاز است، لیکن تاکنون یک مدل آزمایشگاهی یا ‏فیزیکی که مسائل نشت و جوشش از پی سازه های ساحلی و آبرفتی را به طور دقیق مورد مطالعه ‏قرار دهد، ارائه نشده است. در این تحقیق برای بررسی اثر عوامل موثر بر پدیده جوشش از پی سازه-‏های هیدرولیکی مستقر بر پی های آبرفتی یک مدل آزمایشگاهی به طول 2/2، ارتفاع 0/8 و عرض ‏‏0/4 متر با استفاده از اسکلت فولادی و جداره های پلکسی گلاس ‏‎(plexiglas)‎‏ ساخته و آماده ‏گردید. در این مدل آزمایشگاهی پرده آب بند به عنوان متغیر عمقی، از ورقه پلکسی گلاس ساخته ‏شده و ترازهای پیزومتریک در دو وجه پایین دست و بالادست فلوم با استفاده از پیزومترهای شفاف ‏با قطر کم اندازه گیری شده اند. مصالح پی ماسه تمیز ساحلی است که با تراکم یکنواخت در عمق ‏‏40 سانتیمتری پایینی فلوم مورد استفاده قرار گرفت.‏ آزمایش ها برای دو حالت جریان ماندگار و غیر ماندگار بر روی دو حالت قرارگیری پرده آب بند ‏به صورت قائم و مورب با زاویه 60 درجه نسبت به افق در عمق های مختلف پی صورت پذیرفت. تأثیر ‏موقعیت و عمق دیواره های سپری بر مقدار دبی نشت، گرادیان خروجی و فشار بالابر در قالب ‏نمودارهای بی بعد ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که نسبت های ‏d/d=0/34 و ‏d/d=0/44 ‏ با نسبت بیشترین تراز آب بالادست h/hm=1.0به ترتیب برای دو حالت ‏کارگذاری پرده آب بند به صورت قائم و مورب در عمق پی به عنوان نسبت بهینه عمق پرده آب بندمی باشند. همچنین نتایج آزمایش ها در حالت جریان غیر ماندگار نشان می دهد که کارگذاری پرده ‏آب بند مورب نسبت به پرده آب بند قائم در عمق و شرایط یکسان مدت زمان بیشتری سپری می شود تا آب مخزن بالادست از طریق پی متخلخل تخلیه گردد. به عبارت دیگر کارگذاری پرده ‏آب بند مورب‎ ‎در کاهش و کنترل میزان دبی نشت، فشار بالابر و گرادیان هیدرولیکی بسیار موثرتر از ‏پرده آب بند قائم‎ ‎می باشد.‏

استفاده از مصالح درشت دانه سنگریزه ای در سازه های آبی بدلیل خصوصیات ویژه آنها روز به روز رو به افزایش می باشد. بطوریکه امروزه از این مصالح جهت فیلتراسیون، ساخت گابیون، پوشش کانال ها، حوضچه های آرامش و سدهای پاره سنگی استفاده می شود. رفتار جریان در این محیط ها بدلیل بزرگی اندازه ذرات و منافذ و بروز سرعت های بالا و آشفتگی در جریان بسیار پیچیده می-باشد. نظر به اهمیت جریان درون مصالح سنگریز و درشت دانه مطالعه خصوصیات این نوع جریان از اهمیت خاصی برخودار است. به علت فقدان شناخت کافی از نحوه حرکت جریان درون این مصالح، بایستی خصوصیات آنها را به نحو مطلوبی بررسی و رفتارسنجی نمود. در چارجوب این پایان نامه، ابتدا دستگاه پرمئامتری طراحی و ساخته شد. سپس مصالح گردگوشه و تیزگوشه مورد نظر از معدن شن و ماسه در حومه شهر یاسوج تهیه وآماده گردید. قطر متوسط سنگریزه ها و میزان تخلخل آنها جهت مطالعه خصوصیات آنها اندازه گیری و محاسبه گردید. آزمایش های بارافتان و بارثابت بر روی مصالح انجام شد و اطلاعات مورد نظر جهت مطالعه و روندیابی خصوصیات جریان برداشت گردید. یکی از اهداف این تحقیق طراحی و اجرای یک آزمایش استاندارد بارافتان جهت محاسبه ضریب هدایت هیدرولیکی مصالح درشت دانه می باشد که هر کدام از مصالح بطور جداگانه درون استوانه پرمئامتر ریخته شد و مورد مطالعه قرار گرفت. روابط افت فشار بدست آمده در این تحقیق مورد مطالعه و ارزیابی با محققان پیشین قرارگرفت و رابطه ای که در معادلات درجه دوم و معادلات توانی از قابلیت اعتماد بیشتری نسبت به دیگر معادلات برخورداربودند مشخص شد. نمودار های بدست آمده از رابطه بین سرعت و گرادیان هیدرولیکی در آزمایش های بارثابت و بارافتان نشانگر غیر خطی بودن رابطه بین سرعت و گرادیان دارد که همین امر دلیل محکمی بر غیردارسی بودن جریان است.

اگاهی از شدت تبخیر و تعرق در یک منطقه جهت بهره برداری مطلوب از منابع آب موضوعی مهم است. نخستین گام در طراحی سیستم¬های آبیاری و نیز بخش اصلی و مهم برنامه ریزی آبیاری، تخمین مقدار صحیح و دقیق تبخیر-تعرق است. اندازه گیری مستقیم تبخیروتعرق بسیار پر هزینه و برای تعیین دقیق آن تجهیزات خاصی مانند لایسیمتر لازم است. معمولا به عنوان یک جایگزین (برای لایسیمتر)، معادلات نیمه تجربی مانند فائو-پنمن-مونتیث جهت تخمین تبخیر-تعرق توصیه می¬شود. در این پژوهش، با استفاده از روابط تجربی برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل، مقادیر آن محاسبه و با داده¬های مشاهداتی موجود در ایستگاه¬های استان کهگیلویه و بویر احمد مقایسه گردید. در نهایت با معرفی مدل پنمن مانتیث به عنوان بهترین روش برآورد تبخیر و تعرق، پهنه¬بندی مقادیر تبخیر و تعرق برای منطقه مورد مطالعه انجام گردید. با استفاده از روش¬های زمین آماری اقدام به تعمیم نتایج ایستگاه¬ها به کل سطح استان شد. از بین مدل¬های معمول روش زمین آماری کریجینگ مدل کروی به عنوان بهترین مدل انتخاب گردید. به بر اساس محاسبات انجام شده برای برآورد مقادیر تبخیر و تعرق در منطقه مطالعه، با استفاده از پنج مدل تبخیر و تعرق پنمن مانتیث، بلانی کریدل، جنسن-هایز، تورنت وایت و هارگریوز، نتایج حاکی از آن است که مدل پنمن مانتیث برآورد بهتری نسبت به سایر روش¬ها دارد و روش روش تورنت وایت در جایگاه بعدی بود. مقادیر شاخص آماری rmse برای روش پنمن مانتیث از کمترین مقدار 22/18 تا بیشترین مقدار 31/61 تغییر می¬کند و بطور متوسط مقدار آن 10/40 مشاهده شد. این پارامتر برای دیگر روش¬ها میانگین¬های بیشتری را دارا می¬باشد که دو روش تورنت وایت و بلانی کریدل بعد از روش پنمن مانتیث بهترین نتایج را داشتند که میانگین مقادیر rmse برای این دو روش به ترتیب 59/51 و 84/69 حاصل شد همچنین دو مدل جنسن هیز و هارگریوز سامانی با مقادیر 108 و 107 بیشترین اختلاف را با مقادیر واقعی داشتند. در نقشه¬های پهنه¬بندی شده با روش و پنمن مانتیث، اختلاف¬هایی حدود 78- تا 59 با مقادیر واقعی مشاهده گردید. در تمام ایستگاه¬ها، روش پنمن مانتیث اختلاف بیشتری از 80 را نسبت به مقادیر واقعی نشان نداد.

احتمالا اولین تونل ها در عصر حجر برای توسعه خانه ها با انجام حفریات توسط ساکنان شروع شد . این امرنشانگر این است که آنها در تلاشهایشان جهت ایجاد حفریات به دنبال راهی برای بهبود شرایط زندگی خود بوده اند. پیش از تمدن روم باستان، در مصر، یونان، هند و خاور دور و ایتالیای شمالی، تماما تکنیکهای تونل سازی دستی مورد استفاده قرار می گرفت که در اغلب آنها نیز از فرآیندهای مرتبط با آتش برای حفر تونل های نظامی، انتقال آب و مقبره ها کمک گرفته شده است. در ایران نیز از چند هزار سال پیش، به منظور استفاده از آبهای زیر زمینی تونل هایی موسوم به قنات حفر شده است که طول بعضی از آنها به 70 کیلومتر و یا بیشتر نیز می رسد. تعداد قنات های ایران بالغ بر50000 رشته برآورده شده است. جالب توجه است که این قنات های متعدد، طویل و عمیق با وسایل بسیار ابتدایی حفر شده اند. رومی ها نیز در ساخت قنات ها و همچنین در حفاری تونل های راه پرکار بودند. آنها در ضمن اولین دوربینهای مهندسی اولیه را در جهت کنترل تراز و حفاری تونل ها به کار بردند. اهمیت احداث تونل ها دردوران های قدیم، تا بدین جاست که کارشناسان کارهای احداث تونل درآن تمدن ها را نشانگر رشد فرهنگ و به ویژه رشد تکنیکی و توان اقتصادی آن جامعه دانسته اند.. در این تحقیق برای بررسی شکل تونل بر تنش ها و پایداری تونل، دو نوع تونل دایروی و بیضوی مدل گردید. برای بررسی ابعاد بر تنش ها و جابجایی در تونل ها، تونل های دایروی با قطرهای 6، 8 و 10 متر و تونل های بیضوی قائم به قطر10 به 8 و 7 به 5 مدل شد. برای بررسی تأثیر عمق در تنش ها و جابجاییها از تونل ها در عمق های 500 و 1000 متر مدل شد سپس جهت ایجاد حائل اطراف تونل، مصالح مختلف بتن غیرمسلج، بتن مسلح و شاتکریت در ضخامت-های 10 ، 30 و 50 سانتیمتر مدل شد که با این کار تأثیر ضخامت و نوع مصالح حائل بر پایداری اندرکنش و نمودارهای تنش- جابجایی مورد بررسی قرار گرفت. در زمان ایجاد حائل مش بندی فقط به اندازه ضخامت حائل مدل شده ایجاد می گردد. چراکه برای بررسی اندرکنش، تونل را بصورت مجزا و بدون اعمال بارسنگ و محیط اطراف تونل بررسی می کنیم این فشار بصورت فرضی و از داخل تونل به طرف بیرون اعمال می شود و پس از آن با بدست آوردن چند نقطه از تنش و جابجایی متناظر با آن منحنی حائل بدست می آید و بار دیگر با حذف حائل و درنظر گرفتن تونل با شرایط واقعی و با اعمال بارسنگ تنش و جابجایی متناظر با این فشار بدست می آید سپس با اضافه کردن فشار فرضی برخلاف بارسنگ نقطه تغییرشکل صفر را بدست می آوریم. از تلاقی دو منحنی محل اندرکنش حائل و سنگ و همچنین تنش و جابجایی متناظر با این اندرکنش بدست می آید.

در سدهای خاکی سه فرآیند مختلف باعث ایجاد پدیده فرسایش داخلی می گردد که عبارت اند از فرسایش پیشرونده به سمت بدنه بالادست، نشت متمرکز و اشباع بودن مصالح سد. برای کاهش انرژی جریان نشتی اشباع در بدنه سد خاکی تدابیر مختلفی اتخاذ می گردد که عبارت اند از استفاده از هسته رسی نفوذناپذیر در سدهای منطقه بندی شده و استفاده از زهکش های افقی، دودکشی و پنجه در سدهای همگن. هدف از این پایان نامه بررسی زهکش افقی در طول ها و ضخامت های مختلف برای دست یابی به بهترین طول و ضخامت از لحاظ عملکرد و شرایط اقتصادی است. همچنین به بررسی زهکش پنجه ای در حالات مختلف نسبت ارتفاع مخزن به ارتفاع زهکش، برای دستیابی به بهترین عملکرد و بیش ترین ضریب اطمینان پایین دست سد خاکی پرداخته شده است. سپس به بررسی بهینه ابعاد زهکش افقی و مایل یا دودکشی به منظور بدست آوردن ابعاد این نوع زهکش و مناسب ترین زاویه بین زهکش افقی با مایل برای عملکرد بهینه سد و در نهایت به مقایسه عملکرد این زهکش ها در ارتفاعات مختلف و انتخاب بهترین زهکش با توجه به و ارتفاع و شرایط مختلف پرداخته شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که در سد خاکی همگن و غیر همگن با زهکش افقی با طول نسبی 1/0 تا 15/0 به عنوان حالت ناپایدار برای سد خاکی به دلیل برخورد اولین خط جریان با شیب پایین دست و در نتیجه بدست آمدن ضریب اطمینان زیر 5/1 (یعنی کمتر از حداقل ضریب اطمینان در حالت نشت دائمی و حال ماندگار) است. همچنین زهکش با طول نسبی 4/0 تا 5/0 به عنوان بهینه-ترین حالت با بیش ترین ضریب اطمینان (کمترین حجم مصالح) و زهکش با طول نسبی 7/0 تا 85/0 به عنوان نامناسب ترین حالت برای سد معرفی می شود. در حالت سد خاکی همگن و غیر همگن با زهکش دودکشی بهینه ترین طول زهکش افقی در تمامی ارتفاع ها، در محدود ه ای بین طولی برابر با ارتفاع سد و 25 درصد بیش از آن و طول بهینه زهکش مایل در طولی برابر با 50 درصد ارتفاع نرمال آب در مخزن سد خاکی هست. نتایج آنالیز نشت توسط نرم افزارseep w و slope w نشان داد که در شاخص بی بعد دوم 25/0n/h= خط فریاتیک نزدیک به شیب پایین دست از داخل زهکش پنجه عبور کرد ولی برای عبور ایمن این خط با فاصله ای مناسب از شیب پایین دست شاخص بی بعد 35/0n/h= مناسب-تر بود و با توجه به نتایج این نرم افزار مقدار n/h را تا 3/0 نیز می توان در نظر گرفت. این در حالی است که زهکش پنجه ای با زوایای 45 و 60 درجه مورد استفاده قرار می گیرد.

در طی دو قرن اخیر، میزان تولید و مصرف نیترات به خصوص در بخش کشاورزی افزایش چشمگیری داشته است. در حال حاضر بسیاری از نقاط جهان حتی در ایران با مشکل بالا بودن غلظت نیترات در آب آشامیدنی روبه رو هستند که مهم ترین علت آن ورود رواناب های کشاورزی و فاضلاب های شهری و صنعتی به منابع آبی به خصوص آب های زیرزمینی می باشد. مصرف آب آلوده به نیترات، همواره با مواد غذایی محتوای نیترات بالا می تواند باعث ورود مقدار زیادی نیترات به بدن گردد. هدف نهایی این تحقیق، طراحی و بررسی یک فیلتر خاکی بیولوژیک به منظور حذف نیترات موجود در رواناب می باشد. این پژوهش شامل پنج بخش اندازه گیری کمیت نیترات در رواناب شهری، انجام آزمایش های ناپیوسته و بررسی مواد جاذب، طراحی فیلتر، بررسی عملکرد فیلتر در حذف آلودگی و مدل سازی عددی فیلتر طراحی شده به وسیله نرم افزارهای seep/w و ctran/w می باشد. در چارچوب این پایان نامه, ابتدا به اندازه گیری غلظت نیترات موجود در رواناب شهری قسمتی از شهر یاسوج و مقایسه آن با استانداردهای جهانی پرداخته شده است. به این منظور از رواناب بخشی از منطقه مسکونی شهر یاسوج با وسعت تقریبی 15 هکتار که مستقیماً به رودخانه بشار ریخته می شود، نمونه گیری انجام شده است. طبق بررسی های انجام شده و مقایسه غلظت بدست آمده با استانداردهای معتبر آب آشامیدنی ایران و epa نشان می-دهد که مقدار نیترات اندازه گیری شده در محدوده استاندارد تخلیه به آب های سطحی قرار دارد. ولی چون غلظت نیترات در آب بیش از 2 میلی گرم در لیتر است، در این صورت ورود نیترات به آب فراتر از منشأ طبیعی و مرتبط با فعالیت های انسانی است. در این پژوهش، لایه های متناوب از فیلترهای ژئوتکستایل بافته نشده و خاک دانه ای برای کاهش و حذف آلودگی به کار گرفته شدند. این لایه ها، از نظر قابلیت نفوذپذیری و قدرت جذب حائز اهمیت می باشند و جهت کاهش کدورت و آلودگی های جذب شده به کار گرفته شده است. در انتخاب مواد به نکاتی از جمله کارایی آن در حذف آلودگی، در دسترس بودن و تا حد امکان ارزان قیمت بودن آن توجه شده است. پس از انجام آزمایش های نفوذپذیری و بررسی نتایج آن، نسبت اختلاط وزنی مواد به کاررفته در prb به صورت 25% ماسه، 25% آنتراسیت، 20% زئولیت، 20% براده آهن و 10% خاک اره چوب سپیدار در نظر گرفته شد. در این تحقیق، با در نظر گرفتن این موضوع که ph سیلاب در محدوده خنثی و قلیایی می باشد؛ اثر ph فقط در محدوده خنثی و قلیایی برای سه جاذب زئولیت، خاک اره و براده آهن مورد آزمایش قرار گرفته و مشاهده شده است که در 7=ph حداکثر راندمان جذب نیترات توسط زئولیت حدود 69%، خاک اره 29% و براده آهن 12% می-باشد. نتایج جذب نیترات توسط ترکیب نهایی prb در غلظت های مختلف نیترات در شرایط ph بهینه و ثابت-ماندن سایر پارامترها نشان می دهد که بیش ترین جذب مربوط به غلظت mg/lit 150 و در حدود 83% اتفاق می-افتد و هرچه غلظت اولیه نیترات بیش تر شود، میزان جذب افزایش می یابد. همچنین حذف نیترات با میزان جاذب یکسان و ph بهینه در زمان های مختلف برای تعیین زمان تعادل انجام گرفت و حداکثر حذف 100% در زمان تعادل 96 ساعت حاصل گردید. جهت تعیین منحنی رخنه برای فیلتر با تزریق پساب مصنوعی با غلظت اولیه 100 میلی گرم بر لیتر نیترات، آشکار سازی و رخنه نیترات در زمان 25 دقیقه از شروع آزمایش اتفاق افتاد. منحنی رخنه prb را می توان با تقریب مهندسی شبه گوسی طبقه بندی کرد. منحنی رخنه یک منحنی نرمال محسوب شده و مقدار تنها مجهول مسأله یعنی ضریب انتشار طولی برابر 1×?10?^(-7) m^2/s بدست آمد. عدد پکلت برای prb مورد نظر برابر 774/15 بدست آمد که حاکی از تأثیر غالب انتقال توده ای در انتقال نیترات می باشد. در آزمایش انجام شده جهت حذف آلودگی، فیلتر قادر بود تا پس از رشد توده بیولوژیک در محیط خود، نیترات را به میزان 99% بعد از 9 روز کاهش داده و میزان نهایی آن را از 100 میلی گرم بر لیتر به 1 میلی گرم بر لیتر کاهش دهد. در مدل سازی فیلتر طراحی شده، نرم افزار seep/w مقدار دبی در هر مقطع عرضی را 9.0027×?10?^(-5) m^3/s محاسبه کرد. نرم افزار ctran/w برآورد منطقی و دقیقی را از روند حرکت آلاینده در فیلتر، انجام می دهد. منحنی رخنه بدست آمده از نرم افزار ctran/w، نمی تواند برآورد خوبی از زمان کل تشکیل منحنی رخنه در شرایط آزمایشگاهی بدهد؛ ولی مدل عددی، شکست نیترات را با تقریب بسیار خوب و نزدیک به مدل آزمایشگاهی محاسبه می کند. شکل منحنی رخنه بدست آمده از هر دو مدل عددی و آزمایشگاهی از لحاظ آماری و فیزیکی، منطقی و قابل قبول می باشد.

حرکت آب در لایه های زیر زمین و بالا آمدن سطح آن در نقاط مختلف خاک، یکی از مسائل بسیار مهم در زمینه های مختلف مهندسی، کشاورزی، صنعت و غیره محسوب می شود. در خصوص جریان های زیرزمینی و پروفیل سطح آب در خاک، تاکنون تحقیقات زیادی به ویژه در قالب مدل های عددی و روابط تحلیلی انجام شده است، که برای ارزیابی صحت آن ها به داده های صحرایی و آزمایشگاهی نیاز است. لیکن تاکنون یک مدل آزمایشگاهی یا فیزیکی که این مسئله را به طور دقیق مورد مطالعه قرار دهد، ارائه نشده است. در تحقیق حاضر سعی شده است با طراحی و تکمیل یک فلوم آزمایشگاهی به ابعاد طول، عرض و ارتفاع به ترتیب 2/2، 4/0 و 8/0 متر، صحت روابط تحلیلی و مدل های عددی ارائه شده برای دبی و پروفیل نشت برای سه نوع مصالح ریزدانه، درشت دانه و مخلوطی از دو مصالح ذکر شده روی سه شیب بستر افق، 5 درصد (شیب ملایم) و 15 درصد (شیب تند) در دو حالت قبل و بعد از تغذیه سطحی مورد ارزیابی و سنجش قرار گیرد.

در مطالعات مربوط به جابجایی املاح مهمترین هدف تعیین ضریب انتشار طولیمی باشد. ضریب انتشار طولی به عنوان یکی از پارامتر های ورودی معادلات انتقال- انتشار و مدل کیفی در تعیین روند آلودگی و پیش بینی غلظت آلاینده از اهمیت زیادی برخوردار است و از آنجا که از دامنه گسترده ای برخوردار است امکان فرض یا در نظر گرفتن آن بدون اندازه گیریدقیق نمی باشد. تزریق ردیاب در محیط متخلخل یکی از روش های اندازه گیری ضریب انتشار طولی می باشد. در مهندسی ژئوتکنیک تحقیقات قابل توجهی برای مطالعه ضریب انتشار طولی و انتشارپذیری مواد ردیابی و املاح و آلاینده های مختلف انجام نگرفته است. لذا در این پژوهش به دنبال یافتن ارتباط و همبستگی بین ضریب انتشار طولی و قابلیت انتشارپذیری مواد آلاینده و ردیابها و دانه-بندی و نوع خاک می باشد. در این پژوهش برای انجام آزمایشهای ردیابییک مدل آزمایشگاهی حاوی مخازن بالادست و پایین دست و یک ستون سیلندری ساخته شد. از سه نوع خاک ریزدانه، ترکیبی و درشت دانه به عنوان محیط متخلخل درون ستون استفاده گردید. از دو ردیاب سدیم کلراید و سدیم نیترات در بحث انتقال املاح در این پژوهش استفاده گردید. برای محاسبه ضریب انتشار طولی از روش شار انتشارپذیر و روش سعی و خطا و روش گشتاور زمانی استفاده گردید که روش های سعی و خطا و گشتاور زمانیدقیق نمی باشند.نتایج آزمایش ها در قالب منحنی های رخنه و درصد بازیابی جرم ردیاب تجزیه و تحلیل شدند و نتایج نشان داد که جذب نمک در محیط کم می باشد. شار انشارپذیر اعتبار قانون فیک در آزمایش های بار ثابت تایید گردید در حالیکه در آزمایش بار افتان قانون فیک برقرار نبود. نتایج نشان داد که ضریب انتشار طولی به دانه بندی و قطر ذرات خاک ارتباط دارد و با افزایش قطر انتشارپذیری افزایش می یابد. لذا ضریب انتشار طولی بدست آمده برای هر سه نوع خاک نشان می دهد که ضریب انتشار طولیبه نوع خاک بستگی دارد و هر چه خاک درشت دانه تر باشد ضریب انتشار طولی بزرگتر می باشد. داده های آزمایشگاهی و آزمایش ردیابی به وسیله مدل هایseep/w و ctran/w عیناً مورد مدل سازی قرار گرفت و نتایج مدلسازی نشان داد که مدل های فوق الذکر قادر است حرکت جریان و املاح را به خوبی شبیه سازی نماید.