همواره محاسبه و تعیین میزان نشت در بدنه سدهای خاکی در روند طراحی این سدها مورد توجه بوده است و تا کنون روشهای مختلفی جهت تعیین میزان نشت آب در بدنه سدهای خاکی و همچنین تعیین سطح آزاد نشت در این سدها بکار گرفته شده، از جمله این روشها، روش های تقریبی و فرمولهای تجربی همچنین حل با استفاده از ترسیم شبکه جریان می باشد. این دسته از روشها همانطور که از اسم آنها بر می آید از دقت کافی برخوردار نمی باشند و یا روش حل ترسیمی شبکه جریان روشی است وقت گیر، مخصوصاً در مورد مسایل مربوط به طراحی، این روش خسته کننده می باشد. دسته دیگر روشهای حل، روشهای حل تحلیلی می باشد که این روشها برای حل معادله دیفرانسیل حاکم بر جریان از یک سری فرضیات ساده کننده استفاده می کنند. همچنین در مسایل پیچیده مهندسی با شرایط هندسی پیچیده حل به این روش بسیار دشوار می باشد. امروزه با پیشرفت برنامه های کامپیوتری و افزایش سرعت در کامپیوترها استفاده از روشهای حل عددی مانند روشهای اجزاء محدود، تفاضلات محدود و احجام محدود گسترش چشمگیری یافته است، که البته این روشها، روشهایی پیچیده می باشند. در این تحقیق هدف ما ارائه یک روش ساده و در عین حال دقیق، جهت محاسبه نشت، همچنین تعیین سطح ایستایی در بدنه سدهای خاکی می باشد. این روش مبتنی بر معادله انرژی می باشد که روشی است بسیار ساده. به عبارت دیگر بر اساس معادله انرژی در محیط نرم افزار matlab برنامه ای جهت محاسبه میزان نشت و تعیین خط آزاد نشت ارائه شده است. در ابتدا، این روش جهت آنالیز نشت در یک سد خاکی همگن با مقطع مستطیلی بکار گرفته شده، سپس این روش برای سد خاکی همگن با مصالح ایزوتروپ ، اعمال می شود. پس از آن نتایج حاصل از روش معادله انرژی با نتایج حاصل از روشهای عددی مقایسه می شود. جهت مقایسه جوابهای حاصل از روش معادله انرژی و تعیین صحت و درستی جوابها، از برنامه seep/w استفاده شده است. روش حل این برنامه بر اساس روش اجزاء محدود می باشد و جزء دقیق ترین روشهای حل موجود می باشد. در گام بعد معادله انرژی برای سد خاکی غیرهمگن و ایزوتروپ اعمال می شود.

با کوبش شمع در خاک، تعادل میان خاک و آب حفره ای به هم می خورد و فشار آب حفره ای اضافی به وجود می آید. با افزایش فشار آب حفره ای، تنش موثر و در نتیجه، ظرفیت باربری شمع کاهش می یابند. با گذشت زمان، فشار آب حفره ای اضافی از بین رفته و تنش موثر و ظرفیت باربری شمع افزایش می یابند. افزایش ظرفیت باربری محوری شمع با گذشت زمان را set up می گوییم. محو فشار آب حفره ای اضافی ناشی از کوبش شمع، سالخوردگی خاک و خزش از عوامل این پدیده به شمار می آیند. اکثر روش های طراحی شمع که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند، این افزایش ظرفیت را در نظر نمی گیرند و در حقیقت، از تمام ظرفیت باربری شمع، استفاده نمی کنند. در نظر گرفتن اثرات این پدیده در طراحی شمع ها، می تواند سبب کاهش هزینه ها، به ویژه در پروژه های بزرگ شود؛ به طوری که اگر شمع ها را چند ماه پیش از اعمال بار نهایی در زمین بکوبیم، می توانیم از تعداد شمع های کمتر و/ یا از شمع های با ابعاد کوچکتری استفاده کنیم.

یکی از مشکلاتی که در پروژه های عمرانی با آن روبرو می شویم کیفیت و خواص نامطلوب مهندسی خاک و بستر موجود است. تثبیت خاک و بهبود کیفیت خواص مهندسی آن ، از روش های گوناگونی مانند عملیات مکانیکی و یا اضافه کردن مواد شیمیایی به خاک امکان پذیر است.تثبیت خاک بستگی به ویژگی های خاک و مشخصات پروژه دارد.استفاده از مخلوط های خاک و آهک یکی از روش هایی است که در بسیاری از موارد سبب افزایش مقاومت خاک و بهبود کیفیت مهندسی آن شده و به راحتی امکان ایجاد پروژه را برآورد خواهد ساخت و نیازی به جابجایی منبع موجود در محل پروژه ندارد. در کشور ما، بخصوص در استان خوزستان در بیشتر پروژه ها وجود بسترهای رسی مشکلات فراوانی را بوجودآورده است. در این تحقیق سعی شده که راه حل های موجود جهت مقابله با این مشکلات را بهتر کرد. هدف از تحقیق حاضر، بررسی تغییرات ایجاد شده در پارامترهای فیزیکی و مکانیکی خاک های رسی شهر اهواز (منطقه زیتون) براثر تثبیت با آهک است. به طور معمول حین عملیات تثبیت در پروژه های عمرانی ، پس از پایان مرحله اختلاط خاک با آهک و شروع عملیات تراکم مخلوط وقفه های زمانی بدلایلی مانند خرابی ماشین آلات ، وسعت پروژه ، زمان استراحت نیروهای انسانی و ... به وجود می آید. یکی از عوامل موثر بر روی خصوصیات مهندسی خاک تثبیت شده با آهک ، زمان تاخیر بین مرحله اختلاط و تراکم خاک است. برای تحقیق خاک رس مربوط به شهر اهواز تهیه شده و سپس نمونه هایی با صفر،4و7درصد آهک(نسبت به وزن خشک خاک) آماده شده است.در هنگام آماده کردن نمونه ها ، زمان بین مرحله اختلاط و تراکم را به ترتیب صفر ، 15 ، 30 ، 60 ، 120 و 240 دقیقه انتخاب شده است.نمونه ها با طول عمر4 ساعت ،7،14و28 روز آماده شده و سپس آزمایش های نظیر تست تک محوری ، مقاومت برشی و حدود اتربرگ انجام داده و نتایج را با هم مقایسه کرده تا بتوانیم بهترین زمان بین مرحله اختلاط و تراکم را بدست آوریم. برای نمونه %4 و %7 آهک باعمر نمونه 4 ساعت و 28 روز ، با کاهش زمان تاخیر بین اختلاط و تراکم pi کاهش می یابد . با افزایش طول عمر نمونه های تثبیت شده ، با کاهش زمان تاخیر بین اختلاط و تراکم ، مقاومت تک محوری افزایش می یابد . در مورد نمونه های تثبیت شده، با طول عمر 28 روز، بیشترین مقدار مقاومت برشی در زمان تاخیر بین اختلاط و تراکم 15 دقیقه است . با افزایش طول عمر نمونه های تثبیت شده ، با کاهش زمان تاخیر بین اختلاط و تراکم ، مقدار مقاومت برشی افزایش می یابد .

برای محاسبه تغییر شکل در هر نقطه از خاک ونهایتاً محاسبه مقدار نشست پی ابتدا باید از چگونگی توزیع تنش ناشی از سربار اطلاع داشت . طبق نظریات بوسینسک و وسترگارد، توزیع تنش در خاک با فرض اینکه خاک یک محیط همگن همسان و کشسان است قابل تخمین اس ت. نشست پی نیز که با به کارگیری روابط بوسینسک منتج می شود، بر همین فرضیات استوار است . لیکن به علت تنوع وتغییرات فشردگی و قوام، پلاستیسته ،بافت ، ضخامت ودیگر متغیرهای ژئوتکنیکی در اعماق زمین، رفتار لایه ها می تواند متفاوت از یکدیگر وبنا براین بر آیند مجموع این رفتار بایکسان سازی نظری آنها، می تواند متفاوت باشد . از طرف دیگر با توجه به پایین بودن آستانه تسلیم خاکها وبروز رفتار پلاستیک دربارگذاری های واقعی ، لحاظ نمودن رفتار الاستوپلاستیک خاک ها برای رسیدن به جوابهای واقع بینانه تر ضروری می نماید. و مدل کردن رفتار خاک با معیار موهر -کولمب و plaxis آنالیز غیر خط ی توزیع تنش به کمک نرم افزار آنالیز الاستیک آن هم از روابط بوسینسک انجام شده است، سپس چگونگی اثر توزیع تنش در تخمین نشست در هر دو حالت به صورت تحلیل دستی بر اساس روابط سنتی برای چند نمونه از خاکهای لایه ای اهواز انجام شده که مقایسه نتایج با یکدیگر بیانگر تفاوت مقدار نشست قابل اغماض کمتر از ده درصد است.

یکی از مشکلاتی که در پروژه های عمرانی با آن روبرو می شویم کیفیت و خواص نامطلوب مهندسی خاک و بستر موجود است. تثبیت خاک و بهبود کیفیت خواص مهندسی آن ، از روش های گوناگونی مانند عملیات مکانیکی و یا اضافه کردن مواد شیمیایی به خاک امکان پذیر است. یکی از روش های تثبیت خاک اضافه کردن مواد افزودنی به خاک به منظور بهبود خواص مهندسی خاک می باشد. از رایج ترین این تثبیت کننده ها می توان به آهک و سیمان پرتلند اشاره کرد. مقاومت خاکهای تثبیت شده در برابر سیکل های یخ زدن و ذوب شدن، در مناطق سردسیر از اهمیت بالایی برخوردار است. بررسی تاثیر میکروسیلیس بر روی خصوصیات مهندسی خاک رس تثبیت شده با آهک یا سیمان که در معرض یخ زدن و ذوب شدن قرار میگیرند هدف این تحقیق می باشد. بدین منظور به خاک رس با خاصیت خمیری کم - خاک رس متعارف در پروژه های عمرانی- 7درصد وزن خاک خشک آهک یا سیمان اضافه می شود. سپس به هر یک از مخلوط ها ،0 ، 1 ، 3 و 5 درصد وزن خشک خاک میکروسیلیس اضافه می شود. هر یک از مخلوط ها درون قالبی از پولیکا در رطوبت بهینه متراکم شده و به مدت 28 روز عمل آوری می شوند. سپس یک سری از نمونه ها از قالب خارج می شوند و بر روی آنها آزمایش های مقاومت فشاری محصور نشده و آزمایش تحکیم با بار پله ای ثابت انجام می شود. سری دیگری از نمونه ها تحت یخ و ذوب شدن های متوالی قرار می گیرند و بعد از 12 سیکل یخ زدن و ذوب شدن از قالب خارج شده و آزمایش های یاد شده بر روی آنها انجام می شود. بررسی تغییرات پارامتر های بدست آمده از نتایج آزمایشگاهی از قبیل مقاومت فشاری، نشست، قابلیت دوام، نفوذپذیری، تنش بیش تحکیمی، تخلخل و ... قبل و بعد از سیکل های یخ زدن و ذوب شدن نشان می دهد اضافه کردن میکروسیلیس به خاک تثبیت شده با آهک یا سیمان، تاثیر بسیار خوبی بر روی خصوصیات ژئوتکنیکی آن می گذارد و مقاومت این نوع مخلوط ها را در برابر یخ زدن و ذوب شدن متوالی افزایش می دهد.

مهار و کنترل نشت آب در سازه های آبی مختلف از جمله پی سدها و سازه های زیر زمینی ، از اهمیت بالایی برخوردار است . از مهمترین روش های آب بندی پی ، می توان به احداث جدارهای آب بند انعطاف پذیر از جنس بتن پلاستیک اشاره نمود که با رشد تکنولوژی ساخت این دیوارها استفاده از آنها روز افزون شده است . بتن پلاستیک مصالحی است با مقاومت پایین ( بسیار کمتر از بتن معمولی ) و دارای شکل پذیری بیشتر از بتن معمولی می باشد . معمولا در بتن پلاستیک از نسبتهای سیمان به آب پایین استفاده می شود . در ساخت دیوارهای آب بند به منظور کاهش نفوذ پذیری دیوار از بنتونیت استفاده می شود و در صورتی که مقاومت دیواره پایین باشد سیمان نیز به مخلوط خاک و بنتونیت اضافه می کنند . درصد و نوع مصالحی که جهت ساخت پرده آب بند بتن پلاستیک به کار می روند ، باید بگونه ای تعیین گردندکه خواسته های مورد نظر را در زمان بهره برداری از سد برآورده نمایند . در این تحقیق سعی بر آن شده تا با استفاده از افزودنی هایی همچون بنتونیت و سیمان به خاک رس محل بتوان از آن به عنوان دیوار آب بند استفاده کرد و درصد های بهینه هریک از افزودنی ها را تعیین کرد . بدین منظور ابتدا خاک را در هوای محیط خشک کرده سپس آن را کاملا خرد کرده از الک شماره 10 عبور می دهیم . سپس بنتونیت را در میکسر ریخته و آب به آن اضافه کرده و اجازه می دهیم به مدت 5 دقیقه بصورت کامل و یکنواخت تمام بنتونیت در آب مخلوط شود . در مرحله بعدی خاک و سیمان لازم را به گل بنتونیت اضافه کرده و اجازه می دهیم که به مدت 5 دقیقه دیگر عملیات اختلاط صورت گیرد. نسبت وزنی سیمان به خاک خشک در نمونه های ساخته شده 8% و 10% و 12% و 14% و16% می باشد که در هر درصد ثابت وزن سیمان نیز 2% و 3% و4% و 5% بنتونیت نسبت به وزن خشک خاک به مخلوط ها اضافه شده است یعنی در کل 20 نوع نمونه با درصدهای مختلف سیمان و بنتونیت و با نسبت آب به سیمان (w/c) ثابت برابر 2 تهیه شدند. برای آماده سازی این نمونه ها از دستگاه تراکم ویژه ای استفاده کرده ایم که دارای قالبی به ابعاد نمونه تست تک محوری است . زمان عمل آوری و طول عمر نمونه ها جهت انجام آزمایش ها 28 روز می باشد. پس از ساخت و نگهداری نمونه ها به مدت 28 روز به منظور بررسی ویژگی های مقاومتی و هیدرولیکی نمونه های بتن پلاستیک ساخته شده دو آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده و آزمایش نفوذپذیری با بار افتان انجام شد .

چکیده: فرسایش و شسته شدن خاک ها از دیر باز در زندگی بشر نقش داشته است. بنا به ویژگی های منطقه خوزستان که پوشیده از رسوبات ریزدانه ی رودخانه ای با محتوای نمک بالایی می باشد، نقش چندین پدیده را در فرسایش منطقه می توان بررسی کرد. پدیده ی واگرایی خاک ها، ناپایداری ماسه ها، خاک های انحلال پذیر وغیره. در این تحقیق به دلیل مشاهدات و فرضیاتی که از قبل در مورد واگرا بودن خاک های بسیاری از پروژه های انجام شده وجود دارد، به این موضوع پرداخته شده است.هدف این تحقیق بررسی مکانیزم های عامل بروز این پدیده در پروژه های استان خوزستان و ارائه روشی برای تثبیت این خاک ها می باشد. بدین منظور از 7 منطقه خوزستان که به ظاهر دچار فرسایش به دلیل واگرایی هستند، نمونه برداری انجام شد و پس از انجام آزمایشات واگرایی ( پین هول و هیدرومتری دوبل و کرامب)، واگرا بودن خاک های این منطقه در بعضی نقاط به رغم بالا بودن میزان سدیم رد شد. فرسایش در این خاک ها بیشتر از نوع مکانیکی و به شکل ریزشی ناشی از شسته شدن ذرات درشت تر فاقد چسبندگی (ماسه ریز و سیلت) می باشد که در آستانه خاصی از سرعت آب رخ می دهد. برای تثبیت این خاک ها بحرانی ترین حالت فرسایش انتخاب شد و تثبیت به وسیله سیمان و میکروسیلیس و همچنین افزودن مقداری خاک رسی با خمیرایی بالا در تراکم های 95?و 90?و 85? انجام شد. بعد از انجام آزمایشات پین هول و کرامب ویژه روی نمونه های تثبیت شده، مشخص شده که افزودن خاک رس برای بالا بردن چسبندگی در خاک روش مناسبی برای تثبیت نمی باشد و افزودن مقدار کمی سیمان و میکروسیلسی به خاک خصوصیات ژئوتکنیکی را بسیار بهبود می بخشد. به طوری که در تراکم 95? افزودن تنها 1? وزنی خشک خاک سیمان باعث جلوگیری از فرسایش خاک تا هد آب 102 سانتی متر می شود. همچنین در تراکم 90?، با اضافه کردن 3? سیمان و 0.5? میکروسیلیس به خاک مبنا و در تراکم 85? با اضافه کردن 4? سیمان و 0.5? میکروسیلیس به خاک مبنا از فرسایش در تست پین هول و وارفتگی در آزمایش کرامب جلوگیری شد .

شناخت رفتار دیوارها در مجاورت محیط های دیگر از جمله محیط های خاکی به لحاظ طراحی بهینه و اقتصادی دیوارها حائز اهمیت می باشد و از نظر ژئوتکنیکی، مقدار ونحوه توزیع فشارهای جانبی خاک که بر دیوار وارد می شوند، در شرایط گوناگون مثل زلزله، باید کاملاً شناسایی شوند. در دیوارهای صلب، مسأله اندرکنش خاک- سازه نسبتاً ساده می باشد اما با افزایش انعطاف پذیری دیوار به خاطر تغییر شکل غیر یکنواخت و غیر خطی دیوار و تغییرشکلهای محیط خاکی مجاور دیوار، الگوی توزیع فشار جانبی خاک پیچیده تر می گردد. پیچیدگی اندرکنش خاک- سازه، علاوه بر انعطاف پذیری دیوار، به ساختار خاک، تعداد ردیفهای مهار و نوع سیستم نگه دارنده نیز بستگی دارد. با پیشرفت محاسبات عددی نظیر اجزاء محدود، تحلیل های عددی جایگزین مناسبی برای تحلیل های کلاسیک به شمار می آیند. در این تحقیق سعی بر آن شده است تا تغییرات فشار جانبی 4 خاک متفاوت در شرایط زلزله (دو شتابنگاشت مختلف) بوسیله مدل های رفتاری موهر-کولمب و خاک سخت شونده به کمک برنامه المان محدود plaxis بررسی شود و سپس با نتایج بدست آمده از روش تحلیلی مونونوبه-اوکابه مقایسه شوند. همچنین در انتها به بررسی تغییرات فشار جانبی خاک در ایستگاه کارگر قطار شهری اهواز بوسیله دو مدل رفتاری مذکور به کمک برنامه plaxis پرداخته ایم. با بررسی نتایج، مشاهده شد که نتایج بدست آمده از روش مونونوبه-اوکابه محافظه کارانه بوده و از مقادیر بدست آمده از روش عددی بیشتر می باشد. دلایل این امر به مفروضات ساده کننده ای که مونونوبه و اوکابه در نظر گرفتند بر می گردد. همچنین در خاک های ماسه ای تغییر شکل های پلاستیک در تراز های پایین تر رخ می دهد و تفاوت بین مقادیر فشار جانبی در حالت استاتیک و پس از پایان بارگذاری دینامیکی در این نقاط بیشتر است، اما در خاک های ریزدانه بعلت بروز ترک کششی و اینکه تغییر شکل های پلاستیک در ترازهای بالاتر رخ می دهد، تفاوت بین این مقادیر در ترازهای بالاتر بیشتر است. تغییرات فشار جانبی استاتیک و محدوده تغییرات فشار دینامیک خاک در مدل خاک سخت شونده بیشتر از مدل موهر-کولمب می باشد. همچنین در نتایج بدست آمده از مدل موهر-کولمب مشاهده شد که مقادیر فشار جانبی حین زلزله و پس از آن در خاک های ریزدانه از خاک های درشت دانه بیشتر می باشد، ولی نتایج بدست آمده از مدل خاک سخت شونده نشان داد که این مقادیر در خاک های سست ونرم از خاک های متراکم و سفت بیشتر می باشد، به این دلیل که در مدل خاک سخت شونده، سختی خاک به صورت غیر خطی به تراز تنش وابسته است و خاک زودتر به حالت پلاستیک وارد می شود. بنابراین پیشنهاد می گردد تا در آنالیز های عددی فشار جانبی (به خصوص خاک های نرم و سست) از مدل های با رفتار سخت شدگی کرنشی استفاده شود. مقایسه بین نتایج دو شتابنگاشت نشان داد که وجود شتاب عمودی در زلزله باعث می شود که نیروی وزن رو به پایین به اندازه نیروی لختی افزایش پیدا کند و فشار بیشتری در ترازهای پایین به دیوار وارد شود. همچنین بررسی ایستگاه کارگر قطار شهری اهواز نشان داد که در لایه ای که ماسه سیلتی شل قرار دارد بیشترین افزایش فشار جانبی خاک در حین زلزله و پس از آن رخ می دهد.

در طی نیم قرن اخیر استفاده از مواد و مصالح مصنوعی در پروژه های مهندسی عمران پیشرفت داشته است. به گونه ای که با ابداع مواد مصنوعی با دوام و قابل اطمینان و با افزایش کاربرد آنها در کارهای مهندسی، در این پروژه استفاده از مصالح ژئوممبران برای جایگزینی رس در هسته سد خاکی در نقش آب بند، مورد بررسی قرار گرفت . انتخاب مصالح ژئوسنتتیک در نقش جایگزین هسته رسی علل فراوانی دارد از قبیل: سرعت در اجرا، حجم کم مصالح، نفوذ پذیری بسیار کم (حدود صفر )، طول عمر بالا و همچنین حذف شدن نقاط ضعفی که در اجرای هسته رسی وجود دارد. در این تحقیق سد خاکی علویان بعنوان سد خاکی با هسته رسی در نرم افزار geostudio مدل سازی شده است و حالتی که لایه ژئوممبران ، جایگزین هسته رسی باشد نیز مدل سازی شده است. آنالیز استاتیکی در انتهای ساخت، آنالیز نشت در حالت جریان پایدار، آنالیز دینامیکی و پایداری شیب، برای هر دو مدل سد خاکی بررسی شده است. با توجه به آنالیز های متفاوتی که در این پروژه انجام شد می توان نتیجه گرفت در شرایطی که مغزه ای از مصالح رسی را نمی توان اجرا نمود اجرای مغزه های ژئوممبران کاملاً مقدور می باشد.

با توجه به این که برای هر مسئله ای شاخص مناسبی در بیان قابلیت اطمینان یک سیستم منطبق بر مفاهیم کاربردی و کارائی آن باید به کار رود روشهای ارزیابی مختلفی در ارتباط با شاخص های مناسب مسائل نیز مطرح است. بطور کلی دو گروه عمده برای روشهای ارزیابی قابلیت اطمینان مطرح می باشند : 1. تحلیلی (analytical) 2. مشابه سازی(simulation) در روش تحلیلی متوسل به مدل ریاضی و بیان مسئله در قالب فرمولها وراه حلهای ریاضی می شویم. در حالیکه در روشهای مشابه سازی برآورد شاخصهای قابلیت اطمینان بر مبنای مشابه سازی فرآیند واقعی و مطالعه رفتار متغیر و اتفاقی یک سیستم صورت میگیرد و لذا مشتمل بر یک سری آزمایشات واقعی می شود. بدلیل تغییر پذیری و تصادفی بودن مشخصات خاک ?ظرفیت باربری پی های سطحی انتظار می رود که یک متغیر تصادفی باشد.لذا به کمک روشهای احتمالاتی بایست به تعیین توزیع احتمال ظرفیت باربری پی های سطحی پرداخت. جهت ارزیابی عملکرد احتمالاتی نیاز به انتخاب تابع عملکرد الزامیست.لذا ظرفیت باربری را می توان به عنوان تابع عملکرد در نظر گرفت.از آنجایی که ظرفیت باربری تابعی ازسایر متغیرهای تصادفی دیگر نظیر چسبندگی? زاویه اصطحکاک? وزن مخصوص می باشد? لذا خود ظرفیت باربری نیز به صورت یک متغیر تصادفی در نظر گرفته می شود.در این میان جهت تعیین پارامترهای آماری ظرفیت باربری با استفاده از پارامترهای آماری معین متغیرهای تصادفی از روش „شبیه سازی مونت کارلو„ استفاده می شود.آنالیز مونت کارلو قویترین ابزار مهندسی است که ما را به تحلیل آماری عدم قطعیتهای موجود در مسائل مهندسی قادر می سازد.اساس آنالیز مونت کارلو? تولید مجموعه ای از اعداد تصادفی است. اولین گام در روش مونت کارلو تشخیص یک مدل قطعی بطوریکه تعدادی متغیر تصادفی بعنوان ورودی استفاده شوند و یک مقدار خروجی حاصل شود.در گام بعدی باید کلیه متغیرها شناسایی شوند ویک توزیع احتمالاتی برای هر متغیر تصادفی در مدل شبیه سازی تخمین زده شود و سپس روند تولید اعداد تصادفی برای تخمین توزیع احتمال تابع عملکرد جهت مدلسازی حالت قطعی شروع می شود و این روند بارn تکرار می شود. در هربار یک عدد تصادفی با توزیع مربوط به هر پارامتر انتخاب شده و وارد محاسبات می شود و این پرسه تکرار میشود. جوابهای زیادی از این تکرارها حاصل می شود که نتایج آن تعیین توزیع احتمال تابع عملکرد (ظرفیت باربری)است. در ادامه تحقیق با توجه به پارامترهای آماری ظرفیت باربری مانند میانگین? انحراف معیار? تابع چگالی احتمال و...به محاسبه نشانه قابلیت اطمینان (reliability index)?(?) می پردازیم چرا که در عمل بجای قابلیت اطمینان از این نشانه استفاده می شود که بدین وسیله تصادفی بودن پارامترها در قالب روشهای محاسباتی لحاظ می گردد.چنانچه شکل تابع توزیع احتمال خرابی را بدانیم می توانیم شاخص قابلیت اطمینان را به احتمال خرابی (probability of failure)مربوط ساخته و در انتها قضاوت صحیح وکاملتری نسبت به ظرفیت باربری نهایی داشته باشیم بجای پرداختن به یک مقدار قطعی.

تحلیل و طراحی صحیح پی ها که به عنوان یک عضو انتقالی بار را از قسمت روسازه به زیرسازه ( شالوده یا بستر) منتقل می کند، از اهمیت بسزایی در تامین ایمنی و سرویس دهی سازه برخوردار است. پی بر روی بستری قرار دارد که رفتار آن تاثیر زیادی در نیروهای داخلی و تغییر مکان پی دارد. بنابراین برای تحلیل صحیح پی لازم است که خواص بستر نیز همراه پی در تحلیل منظور شود. پی های گسترده از متداول ترین پی های سطحی می باشند؛ با توجه به تنوع روشهای آنالیز پی های گسترده، مهندسین محاسب در انتخاب روش تحلیل دچار سردرگمی بوده و پاسخهای بدست آمده در بسیاری موارد مبهم و غیرعادی بوده که درنهایت به طراحی های نادرست و غیراقتصادی می انجامد. برای بررسی این مهم، دو مورد فونداسیون فرضی، در نظر گرفته شده و آنالیز آنها در چند حالت مختلف بارگذاری و نوع خاک بستر با استفاده از کد تهیه شده به روش عددی کوادراتورهای دیفرانسیلی و دو نرم افزار abaqus و safe انجام شده و مقایسه گردید. بطور کلی میتوان چنین ادعا کرد که مدل ریاضی در نظر گرفته شده برای ضریب عکس العمل بستر در مقایسه با روش عددی حل مسئله نقش پررنگتری در درستی نتایج بدست آمده دارد.

نشست تحکیمی یکی از ملاحظات مهم طراحی در پروژه های عمرانی همچون سازهها، راهها و راه آهن است. این پدیده به وسیله آزمایش تحکیم که یکی از آزمایش های متداول مکانیک خاک است، تعیین می گردد. آزمایش تحکیم یک آزمایش نسبتاً وقت گیر و پرهزینه است که باید با دقت کافی انجام شود. در بسیاری از پروژه ها به خصوص در پروژه های خطی مانند راهها و راه آهن، عدم انجام آزمایش تحکیم به تعداد و با دقت کافی ممکن است سبب وارد آمدن خسارت قابل توجهی شود. با توجه به زمان نسبتاً زیاد آزمایش تحکیم، تخمین نشست تحکیمی برمبنای پارامترهای موثری که با انجام آزمایشات ساده و کم هزینه و با دقت کافی قابل تعیین باشند، همواره مورد توجه بسیاری از کارشناسان و محققان ژئوتکنیک و راهسازی بوده است. با توجه به این امر در این پژوهش به کمک یکی از انواع شبکه های عصبی و با استفاده از داده های آزمایشگاهی، مدلی جهت تعیین ضریب تغییر حجم خاکهای ریز دانه (mv) در محدوده تنشهای مختلف ارائه شده و نتایج حاصل با دادههای آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که مدل ارائه شده از دقت وکارایی قابل قبولی برخوردار می باشد وتطابق خوبی با داده های واقعی دارد.

رفتار کششی مصالح خاکی، نقش مهمی در کاربردهای مهندسی ایفا می کند. لایه های متراکم خاک، از جمله در سد های خاکی، لایه های زیرسازی جاده ها و باندهای فرودگاه، پوشش های رسی و دیگر سازه های خاکی توده شده و متراکم می توانند از ترک های ناشی از گسیختگی کششی متحمل آسیب شوند. مصالح خاکی نظیر خاک های تثبیت شده مورد استفاده در راه سازی نیز می توانند در معرض ترک خوردگی ناشی از تنش های کششی قرار گیرند. تنش ها و کرنش های کششی می توانند ناشی از از دست دادن رطوبت و انقباض، خمش لایه های خاک به علت نشست های نابرابر یا بار های خارجی و توسط نیروهای ثقلی باشند. به منظور درک توسعه ترک های کششی، لازم است مقدار دقیق مقاومت کششی خاک مورد نظر را بدانیم. این پایان نامه دستگاه جدید اندازه گیر مقاومت کششی خاکهای اشباع و نرم و همچنین خاکهای متراکم و سخت را شرح می دهد. تکرار پذیری نتایج نیز نشان داده شده است. آثار نرخ کرنش، میزان رطوبت تراکم، دانسیته خشک و اثر اضافه کردن بنتونیت به خاک رسی طبیعی مورد بررسی قرار گرفتند. مقاومت کششی خاک تثبیت شده نیز مورد آزمایش قرار گرفت.

ژئوگرید ها از جنس پلیمر بوده و به عنوان یک لایه سخت کننده در خاک به کار برده می شوند و منجر به افزایش ظرفیت باربری، کاهش جابه جایی جانبی دیوار و نشست پی می-گردند. در سال های اخیر قرار دادن عرشه پل به وسیله یک پی نواری به طور مستقیم بر روی کوله به عنوان روشی کار آمد در ساخت پل مطرح شده است. در این تحقیق تاثیر فشار و عرض پی نواری بر عرض بهینه ژئوگرید بررسی شد. همچنین با در نظر گرفتن حداکثر جابه جایی مجاز دیوار به بررسی چیدمان مناسب ژئوگرید ها پرداخته شد تا اقتصادی ترین حالت که شرایط پایداری را تامین کند و جابه جایی دیوار از حد مجازی که آیین نامه تعیین کرده بیشتر نشود بدست آید. با استفاده از نرم افزار آباکوس تاثیر نوع خاکریز، فاصله آزاد پی تا نما، فاصله ژئوسنتتیک ها، سختی ژئوسنتتیک ها در هر دو حالت استاتیکی و دینامیکی تحقیق گردید. مطالعات نشان می دهد که عرض بهینه ژئوگرید با هندسه پی در ارتباط است و فشار تاثیری روی آن ندارد. تحت فشار kpa 200 و 400 فاصله بهینه ژئوگرید هاcm 60 و 30 بدست آمد. همچنین فاصله بهینه پی تا نماcm 30 و سختی بهینهkn/m 6000 محاسبه گردید. پی یکپارچه در مقایسه با پی منفرد در نشست و جابه جایی جانبی دیوار عملکرد بهتری از خود نشان داد.

یکی از روش های اصلاح خاک روش الکترواسمزی و استفاده از جریان مستقیم برق می باشد که در این تحقیق به کار گرفته شده است. از فرآیند الکترواسمزی می توان هم برای اصلاح پارامترهای ژئوتکنیکی خاک و هم برای حذف فلزات سنگین از خاک آلوده شده به آن ها استفاده کرد. در این تحقیق با ساخت چهار عدد پایلوت آزمایشگاهی جهت انجام آزمایش ها روی پارامترهای ژئوتکنیکی و شیمیایی خاک و یک عدد پایلوت آزمایشگاهی جهت انجام آزمایش ها روی خاک آلوده به فلز سنگین اقدام شده است. سپس با بازسازی خاک در یک وزن مخصوص خشک معین در مخازن پایلوت ها، فرآیند الکترواسمزی با در نظر گرفتن متغیرهای ولتاژ، جنس الکترودها و شبکه الکترودگذاری انجام شده است. سپس چگونگی تأثیر فرآیند الکترواسمزی بر روی درصد رطوبت، وزن الکترودها، حدود آتربرگ، e.c (هدایت الکتریکی) و ph آب زهکش شده از خاک، پارامترهای شیمیایی خاک (کلراید، سولفات،e.c و ph خاک)، مقاومت فشاری تک محوری، مقاومت برشی زهکشی شده، تحکیم، نفوذپذیری، تخلخل، تورم و میزان جذب فلز سنگین بررسی شده است. پس از انجام آزمایش های مختلف و بررسی نتایج آن ها مشخص شد که با افزایش ولتاژ، اصلاح خاک آهنگ سریعتری به خود می گیرد و قسمت اعظم اصلاح خاک در 48 ساعت اول اعمال فرآیند صورت می گیرد. همچنین مناسب ترین الکترودها به عنوان آند(+) و کاتد(-) با توجه به هزینه و نتایج آزمایش ها به ترتیب آرماتور آجدار نمره 12 و لوله آهنی مشبک می باشند؛ نتایج این مطالعه نشان داد که آرایش الکترودها به صورت هشت ضلعی منتظم یا دایره ای با کاتد مرکزی هر چند سبب افزایش جزئی هزینه ها می شود، اما به این دلیل که محیط یکنواخت تری از لحاظ افزایش مقاومت به وجود آورده و ناحیه نامطلوب کاتدی کمتری ایجاد می کند، مناسب تر می باشد. همچنین نتایج پژوهش نشان داد که اعمال جریان برق مستقیم به خاک سبب جذب فلز سنگین سرب (pb) به سمت قطب مثبت آند شده و می توان آنرا با این روش از خاک حذف کرد.

لغزش شیب بالادست بر اثر افت ناگهانی سطح آب، یکی از منابع مهم ایجاد خطر در تخریب سدهای خاکی بشمار می رود. محققان و مهندسان مختلف تاکنون برای تحلیل پایداری شیب های یک سد خاکی یا سنگریز، روشهای متعددی را ارائه کرده اند که می توان آنها را در دو گروه کلی به شرح زیر طبقه بندی کرد: الف) روشهای تعادل حدی، ب) روش اجزاء محدود. در این تحقیق سعی شده است با تکیه بر توانایی روشهای عددی و با استفاده از مدل های عددی، شبیه سازی واقعی تری از پدیده انجام گیرد. در این راستا چندین سد همگن با شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته و نتایج بصورت نمودارهایی شبیه نمودارهای مورگن اشترن درآورده شده و نتایج تحلیل اجزاء محدود با نرم افزار geostudio، با این نمودارها در شرایط مشابه مقایسه شده است. همچنین آنالیزهایی روی سد ناهمگن صورت گرفت و با تغییر پارامترهای ژئوتکنیکی در این سد، نتایجی بدست آورده شد. بر اساس نتایج این تحقیق می توان دریافت، سرعت افت آب و ضریب نفوذپذیری مصالح بدنه سد، دو فاکتور مهم و تأثیرگذار در آنالیز پایداری شیب در حالت افت سریع آب می باشند که در منحنی های افت مورگن اشترن منظور نشده اند. در سدهای همگن، نتایج آنالیز اجزاء محدود در شرایط خاصی از سرعت افت و ضریب نفوذپذیری بر نمودارهای مورگن اشترن منطبق می باشد و در سدهای ناهمگن، تغییر در پارامترهای ژئوتکنیکی پوسته سد، تأثیر زیادی در پایداری دارد در حالیکه تغییرات در هسته تأثیر چندانی بر پایداری ندارد.

برخلاف حالات استاتیکی ظرفیت باربری فونداسیونها، بررسی ظرفیت باربری در هنگام وقوع زلزله، کمتر مورد توجه محققان قرارگرفته است. در این میان با توجه به لایه ای بودن پروفیلهای خاک در بسیاری از مناطق لرزه خیز، تعیین ظرفیت باربری لرزه ای فونداسیونهای واقع بر این خاکها منجر به طراحی اقتصادی فونداسیونهای سطحی می گردد. در این تحقیق با تعمیم روش مرلوس و رومو برای خاکهای دو لایه رسی، ضرایب ظرفیت باربری لرزه ای فونداسیونهای واقع بر این خاکها محاسبه گردید. سپس با استفاده از زیرمجموعه دینامیکی نرم افزار پلکسیس، تأثیر پارامترهای شتاب نگاشت زلزله بر ظرفیت باربری لرزه ای پی های واقع بر خاکهای دو لایه رسی بررسی گردید. نتایج نشان داد که افزایش شتاب زلزله با ثابت بودن سایر پارامترها، باعث سطحیترشدن مکانیزم گسیختگی و تشکیل آن در لایه فوقانی می گردد و ظرفیت باربری لرزه ای کاهش می یابد. درضمن کاهش فرکانس شتاب نگاشت و همزمان افزایش مدت زمان اعمال زلزله باعث کاهش ظرفیت باربری لرزه ای گردید، به طوریکه در فرکانس20 هرتز و مدت زمان 4 ثانیه و در شتابهای g0/4 و g0/5، فونداسیون ظرفیت باربری خود را به طور کامل ازدست داد. همچنین به طور کلی مکانیزم گسیختگی در خاکهای لایه ای تمایل به تشکیل در لایه ضعیفتر دارد، به طوریکه در شرایط وقوع رس ضعیف بر رس قوی، مکانیزم گسیختگی به طور کامل در لایه فوقانی تشکیل می شود و در حالاتیکه رس قوی بر روی رس ضعیف قرارمی گیرد، مکانیزم گسیختگی وارد لایه زیرین می گردد.

یکی از روش های متداول برای بهسازی و اصلاح خاک، استفاده از ستون های سنگی می باشد. با استفاده از ستون های سنگی در خاک های سست، می توان ظرفیت باربری خاک را تا حد مورد نیاز تامین نمود. در تحقیق حاضر، مطالعه عددی رفتار گروه ستون سنگی در خاک لایه لایه رسی به صورت سه بعدی به کمک نرم افزار اجزاء محدود آباکوس بررسی شده است. بارگذاری بر روی پی صلب انجام شده است. گروه ستون سنگی با دو آرایش مربعی و مثلثی درون خاک لایه ای قرار گرفته اند. رفتار مصالح ستون سنگی و خاک اطراف آن با مدل رفتاری الاستوپلاستیک موهر- کولمب مدل سازی شده است. در تحلیل های انجام شده تاثیر تغییرات ارتفاع، فاصله مرکز به مرکز، قطر، نوع آرایش در ستون های سنگی ، اندازه پی بر روی زمین اصلاح شده با ستون سنگی و تغییر مصالح رسی در خاک های لایه لایه بررسی شده است. نتایج نشان می دهد در لایه بندی هایی که رس قوی در لایه بالا است، ستون سنگی تاثیری بر کاهش نشست ندارد ولی در لایه بندی هایی که رس ضعیف در لایه بالا است، حدود 40 تا 60 درصد در کاهش نشست موثر است. در مدل های مربعی نسبت به مدل های مثلثی نشست خاک اصلاح شده با ستون سنگی کمتر می باشد.در قطرهای مختلف ستون سنگی ارتفاع 8 متر بهینه ترین حالت می باشد. هر چه نسبت طول به عرض پی به 1 نزدیکتر باشد با کاهش مقادیر نشست پی همراه می باشد. به علاوه فاصله بهینه ستون های سنگی از یکدیگر به آرایش و ارتفاع ستون ها و نوع لایه بندی خاک بستگی دارد.

زیرسازی در راه های اصلی و فرعی در مناطقی که دارای خاک های ضعیف گروه 6a و 7a ، خاک ضعیف با ظرفیت بابری پایین خاک برداری می گردد و خاک گروه های 1a، 2a و 3a از کیلومترها دورتر با ظرفیت باربری مناسب هر میزان تنش جایگزین خاک ها ضعیف می گردد و این چالش باعث افزایش هزینه های و افزایش زمان در اجرا پروژه های راه سازی و برداشت غیر اصولی معادن سنگی و تخریب محیط زیست و بیولوژبک منطقه می گردد . در این تحقیق با در نظر گرفتن ضریب احتمال شکست یا ضریب اطمینان 1.7 بر مقایسه برترین نوع تثبیت کننده های فیزیکی و شیمیایی از نظر سرعت در اجرا و میزان هزینه و کمترین میزان نشست خاک با بارگذاری در حدود 220 کیلونیوتن بر مترمربع میزان تنش یک تانک نظامی سنگین بر روی هر نوع تثبیت کننده با بهره گیری از آزمایشات شمیایی و ژئو تکنیک و مشخصات ژئو گرید جهت تعیین مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک منطقه، خاک مسلح و تثبیت شده با برنامه plaxis مورد طراحی و مقایسه قرار گرفت و میزان پایداری در سه مدل خاک تثبیت شده ارزیابی قرار گرفت.

تئوری های مختلف و پیچیده ای در مورد تحلیل و ارزیابی خرابی های روسازی مطرح است. مسئله ترک در روسازی و گستردگی این نوع خرابی ، باعث شده تا توجه بیش از پیشی به این موضوع سوق پیدا نماید. ترک های بالا به پایین در بسیار از روسازی ها مشاهده می شوند. این نوع ترک مختص روسازی منعطف و نیمه صلب بوده و امروزه در اکثر راه ها قابل رویت است. بررسی علل وقوع و مسائلی که در ایجاد و گسترش این چنین خرابی تأثیر گذار هستند ، بسیار مهم می باشد. اهمیت بررسی ترک ها بالا به پایین زمانی نمو پیدا خواهد کرد که طراحان و بازرسان روسازی ها خواهند دریافت که علت بسیاری از خرابی ها معمول در روسازی همین نوع ترک ها بوده اند. این ترک ها ابتدای زوال و افت کیفیت روسازی هستند. سالانه هزینه ها سنگین و هنگفتی از بودجه کشور ها به ترمیم روسازی پرداخته می شود. با دقت در طراحی روسازی و کنترل عوامل بیرونی می توان بخش اعظمی از این هزینه ها را صرفه جوی کرد. آنالیز روسازی انعطاف پذیر در این پایان نامه بر اساس روش های المان محدود صورت گرفته است. این آنالیز ها در نرم افزار المان محدود آباکوس انجام شده اند. از آن جایی که در مواقعی لایه رویه آسفالت خصوصیات متفاوت از حالت الاستیک به خود می گیرد ، در این پایان نامه به تحلیل روسازی با خصوصیات مکانیکی ویسکوالاستیک پرداخته شده است. روش تحلیل ها در روسازی بر مقایسه جابجایی ها در سه محور اصلی با توجه به تفاوت نوع بارگذاری و همچنین انرژی های هدر رفته بر اساس بارگذاری در روسازی است. همچنین در بخش دیگر از تحلیل ها به مسئله ضرایب شدت تنش در نوک ترک از دید مکانیک شکست در دو نوع بارگذاری پرداخته شده است. از نتایج نیز بر پایه زمان بارگذاری و انواع بارها بر اساس تنوع لاستیک های که در کشور خودرو های سنگین استفاده می کنند تحقیق به عمل آمده. لاستیک های با استاندارد پایین ، دمای پایین روسازی در مناطق سرد سیر ، میزان تردد ، و ضخامت های مختلف لایه های روسازی در وقوع و گسترش این چنین ترک های در روسازی تأثیر داشته اند.

جریان ترافیک ترکیبی از وسایل نقلیه مختلف می‏باشد که وسایل نقلیه سنگین بعلت اندازه، طول، توان موتور به وزن وسیله، شتاب و ترمزگیری اثر متفاوتی برجریان ترافیک می‏گذارند. در این تحقیق برای تعیین ضریب همسنگ‏ سواری وسایل نقلیه سنگین هر بخش از راه، از مدل‏سازی با مدل رگرسیون پواسن و نرم افزار آماری sas استفاده شده است. بدین صورت که ضریب همسنگ ‏سواری از متغیرهای مربوط به جریان ترافیک و طرح هندسی راه بعنوان متغیرهای مستقل به صورت یک رگرسیون توسط تابع نمایی به میانگین توزیع ارتباط داده می‏شود. بر اساس نتیجه این تحقیق ضریب همسنگ سواری برآورد شده خودروهای سنگین عدد ثابتی نبوده و در هربخش از راه با تغییر عوامل ترافیکی و هندسی تغییر کرده، بطوری که بیشترین مقادیر زمانی روی می دهد که تنها چند خودروی سنگین در جریان ترافیک حضور دارند. بیشترین مقدار ضریب همسنگ سواری تریلی و اتوبوس 4.6 وکامیون 4.1 وکمترین مقدار ضریب همسنگ سواری تریلی و اتوبوس و کامیون 1.1 می باشد.

در حال حاضر مخلوطهای آسفالت گرم در ایران با مشخصات نشریه 101 معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهور تحت عنوان مشخصات فنی ـ عمومی راه و نشریه شماره 234 تحت عنوان آیین نامه روسازی راههای آسفالتی ایران مورد ارزیابی قرار می گیرند . نظر به اینکه مشخصات درج گردیده در هر دو نشریه فوق مبنای کار در آزمایشگاههای مکانیک خاک و کنترل کیفیت آسفالت قرار گرفته و بررسیها نشان میدهد که مشخصات مربوط به فضای خالی مخلوط آسفالت و مصالح سنگی و درصد پر گردیده فضای خالی بوسیله قیر عمدتاً در پروژه های محدوده مورد مطالعه (استان خوزستان) قابل تأمین نمی باشند یا به سختی تأمین می گردند و از سوی دیگر این مشخصات دارای اهمیت بسزایی در کیفیت مخلوط آسفالت گرم چه از نظر نفوذپذیری و چه از نظر استحکام می باشند لذا بررسی این موضوع که به چه صورت می توان به پارامترهای مورد نظر دست یافت و احیاناً مشکلات موجود در سطح کارخانجات تولید آسفالت در محدوده مطالعه را ریشه یابی نمود ، مورد توجه در این مبحث قرار داده شده است .