مناسب ترین روش توسعه پایدار در محیط های شهری استفاده از فضاهای زیرزمینی برای کاربردهای مختلف حمل و نقلی و ارتباطی است. عبور تونل از مجاورت و یا عبور مستقیم از زیر سازه های سطحی امری اجتناب ناپذیر است. لذا نشست حاصل از حفاری و اثرات آن بر سازه های سطحی همواره نگرانی اصلی طراحان و مسئولان را در فضاهای شهری را شامل می شود. در صورت تجاوز تغییر مکان ها از حد مجاز، گاه خسارت سنگین مالی به سازه های مجاور وارد می شود. اقدامات کاهشی زیادی برای کنترل و کاهش نشست در طی ساخت وسازهای زیرزمینی استفاده می شود. یکی از این اقدامات کاهشی مهم، تزریق جبران کننده می باشد. این پایان نامه به مطالعه عددی کنترل و کاهش نشست سطح زمین در اثر حفر تونل سطحی با استفاده از تزریق جبران کننده می پردازد. جهت شبیه سازی تزریق جبران کننده از روش عددی اجزاء محدود استفاده شده است و نرم افزار plaxis 2d به عنوان ابزار مدل سازی برگزیده شده است. شبیه سازی تزریق جبران کننده در دو فاز پیش و پس از حفر تونل در حالت های مختلف انجام شده است. در این پژوهش، جهت شبیه سازی تزریق جبران کننده در دو فاز، از خاک ماسه ای رس دار که اطلاعات ژئوتکنیکی آن قبل و بعد از تزریق دوغاب موجود بود، استفاده شده است. هدف از شبیه سازی تزریق جبران کننده در این دو فاز، انتخاب بهترین موقعیت تزریق است که بیشترین بازده تزریق در کاهش نشست سطحی زمین را داشته باشد. شبیه سازی ها در فاز اول نشان می دهد که تزریق دوغاب پیش از حفر تونل تأثیر زیادی در کاهش نشست سطح زمین در اثر حفر تونل های سطحی دارد. به طوری که نشست سطح زمین در اثر تزریق در اطراف تونل به کمترین مقدار خود نزدیک به صفر می رسد. در فاز دوم در این پژوهش، تزریق جبران کننده پس از حفر تونل در سه حالت با شعاع گسترش دوغاب و عمق های متفاوت منطقه ی تزریق شده در نظر گرفته شده است. نتایج شبیه سازی در هر سه حالت این فاز نشان می دهد که با کاهش عمق منطقه ی تزریق و افزایش شدت تزریق، نشست سطح زمین کاهش می یابد.

همزمان با گسترش شهرها در تمامی نقاط دنیا از جمله ایران، وجود پروژه های عمرانی که در برگیرنده عملیات گودبرداری عمیق و نیمه عمیق می باشند، اجتناب ناپذیر است. با توجه به اینکه یکی از مسائل مهم در گودبرداری های درون شهری تاثیر متقابل گودبرداری و ساختمان های مجاور آن است، در عمل یک مدل کارآمد و با دقت معقول از سیستم گودبرداری-خاک-پی-سازه جهت تحلیل مجموعه مورد نیاز می باشد. بررسی رفتار این سیستم در برابر زلزله امری است که باید هنگام تحلیل و طراحی گودبرداری ها مدنظر قرار گیرد. از اینرو در پژوهش حاضر به تحلیل لرزه ای اندرکنش ساختمان بلند مجاور گود عمیق پرداخته شده است. روندی که در آن پاسخ خاک تحت تاثیر حرکت سازه و پاسخ سازه تحت تاثیر حرکت خاک قرار می گیرد، به اندرکنش خاک-سازه مشهور است. اهمیت این مسئله به ویژه برای سازه های حجیم و سنگین مثل نیروگاه های اتمی، سدها، سکوهای ساحلی، پل ها و سازه های بلند که بر روی خاک نرم بنا شده اند، بسیار برجسته می باشد. جهت تفسیر نتایج تحلیل عددی مسائل اندرکنش باید علاوه بر مدل اندرکنش خاک-سازه و مدل اندرکنش ساختمان-گودبرداری، مدل با تکیه گاه ثابت نیز بررسی گردد. بنابراین در این پژوهش 6 مدل مختلف تعریف شده است. مدلسازی دو بعدی به کمک روش تفاضلات محدود صورت گرفت و نتایج مربوط به سازه و خاک شامل قاب ساختمانی و مجموعه گودبرداری مانند برش پایه، نسبت تغییرمکان جانبی طبقات، لنگر خمشی تیرها، تغییرشکل دیواره گود، لنگر خمشی شمع، نیروی محوری مهاری ها، برآورد آسیب وارد بر ساختمان مجاور گودبرداری و سایر موارد بدست آمده اند. برای مدلسازی قاب ساختمانی در نرم افزار flac از عنصر تیر استفاده می شود. مقادیر حاصل از روابط تئوری تحلیل سازه ها و نرم افزار sap با نتایج نرم افزار flac در تحلیل تیرهای دو سر ساده و دو سر گیردار و همچنین قاب ساختمانی مطابقت بسیار مناسبی دارند، بنابراین می توان به روشنی بیان نمود که این نرم افزار کاملا امکان مدلسازی و تحلیل قاب های ساختمانی را دارا است. یکی از اساسی ترین مراحل در مدلسازی های عددی بحث صحت سنجی، راست آزمایی و مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با داده های میدانی می باشد. صحت سنجی نتایج مدل عددی براساس داده های انحراف سنج نصب شده بر روی ستون ساختمان مجاور گودبرداری و همچنین نیروسنج های قرار گرفته در محل مهاری های دیواره گود انجام شده است.

امروزه به منظور صرفه جویی در زمینه ی اقتصادی و مصرف کمتر مصالحی همچون فولاد و بتن در سازه ها، تمایل به استفاده از پی های حلقوی نسبت به پی های دایره ای افزایش یافته است. به دلیل استفاده از پی های حلقوی در سازه های بااهمیت بالا و راهبُردی مانند مخازن نفت، مخازن آب، سیلوهای گندم و سایر موارد و با توجه به مطالعات محدود صورت گرفته در این زمینه، هدف از انجام این پژوهش مطالعه ی دقیق تر بر روی رفتار این نوع از پی ها می باشد. از آنجایی که در مطالعات قبلی انجام گرفته در این زمینه تنها به بررسی عواملی همچون نسبت قطر داخلی به خارجی پی به ازای قطر خارجی متغیر، زبری کف پی، ضخامت لایه ی خاک و مقدار آب موجود در خاک پرداخته شده است؛ لذا در این پژوهش، ظرفیت باربری نهایی و میزان نشست برای تعداد نسبتاً زیادی از پی های حلقوی و با تغییر پارامترهای مختلفی همچون نسبت قطر داخلی به خارجی به ازای قطر خارجی ثابت، اندازه ی قطر خارجی، عمق مدفون پی، قطر مخزن خاک و نوع شکل هندسی پی حاصل شده است.

به خاک هایی که بر اثر افزایش رطوبت (با یا بدون بار اضافی) کاهش حجم زیادی متحمل می شوند، خاک های رمبنده می گویند. این خاک ها دارای حساسیت بالا، پیوند ضعیف بین ذرات، وزن مخصوص کم یا نسبت تخلخل بالا هستند که باعث رمبندگی در آن ها می شود. در این پژوهش، قابلیت رمبندگی خاک های شرق شهر بیرجند (محدوده بین بلوارهای امام رضا (ع)، شهید صیاد شیرازی و شهید ناصری) در اثر افزایش رطوبت بررسی شده است. برای این کار، ابتدا گزارش مطالعات ژئوتکنیکی پروژه های محلی مورد بررسی قرار گرفت. سپس برای بررسی صحت داده های موجود و جبران کاستی ها، مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی انجام شد. در این مطالعات، پنج نمونه سطحی و یک نمونه از عمق چهارمتری سطح زمین به روش بلوک دست نخورده اخذ گردید و بر روی آن ها آزمایش های دانه بندی و هیدرومتری، حدود اتربرگ، چگالی ذرات، درصد رطوبت اولیه و وزن مخصوص خشک، تحکیم منفرد و تحکیم مضاعف انجام شد. برای تعیین قابلیت رمبندگی خاک ها در منطقه مورد مطالعه بر اساس نتایج حاصل از مطالعات ژئوتکنیک، معیارهای کیفی و روابط موجود عملکرد مناسبی نداشتند. بنابراین بر مبنای 350 نمونه گردآوری شده از مقالات مختلف، رابطه جدیدی برای تخمین قابلیت رمبندگی با استفاده از روش رگرسیون خطی چندگانه به دست آمد که عملکرد نسبتاً خوبی در تعیین قابلیت رمبندگی داشت. با استفاده از این رابطه و بر مبنای نتایج حاصل از مطالعات ژئوتکنیک، درجه رمبندگی در منطقه موردمطالعه در حد متوسط به پایین تعیین شد.