سالهاست که انرژی زمین گرمایی، که از گرمای قسمتهای داخلی زمین حاصل می گردد، به صورت بخار یا آب داغ در تولید الکتریسیته، گرمایش و فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی حوزه های زمین گرمایی به صورت یک سیکل دائمی گردش گرما و سیال هستند که سیال از حوزه های تغذیه یا به وسیله تزریق وارد منبع شده و از سوی دیگر به صورت آب داغ و بخار خارج می گردند و در حین بهره برداری صنعتی، سیال استفاده شده مجدداً از طریق چاههایی به منبع برگردانده می شوند. استخراج انرژی در سنگهای داغ و خشک hdr که اغلب در همه جا در اعماق زمین یافت می شود، از روشهای نوین استخراج انرژی زمین گرمایی است. این منابع به صورت طبیعی با رخدادهای لرزه ای یا به صورت مصنوعی با تحریک هیدرولیکی می توانند به یک ناحیه نفوذپذیر تبدیل گردند. آگاهی از شکل، اندازه و نفوذپذیری ناحیه شکست که به وسیله تحریک هیدرولیکی ایجاد می گردد برای ارزیابی عملی بودن پروژه و تعیین بهترین محل چاههای تزریق و تولید اهمیت زیادی دارد. از آنجایی که آزمایشهای تحریک هیدرولیکی که در اعماق زیاد انجام می شوند بسیار گران هستند، مدلسازی عددی نقش بسیار مهمی را ایفاء می کند. در مدلسازی کامل رفتار یک منبع hdr در درازمدت می بایست جریان هیدرولیکی در درزه ها و در بافت سنگ محیطی، انتقال انرژی گرمایی از طریق همرفت و هدایت و تغییر شکل الاستیک سنگ ناشی از تغییرات گرمایی و هیدرولیکی و تغییر در میدان تنش طبیعی سنگ مورد توجه قرار گیرد. از آنجا که تحریک هیدرولیکی عموماً بین چند ساعت تا چند روز به طول می انجامد و در مقیاس زمانی نسبت به گردش سیال در سیستم که در طول سالها صورت می پذیرد بسیار کوتاه است، در مدلسازی تحریک هیدرولیکی، فرآیند توامان هیدرومکانیکی، غالب خواهد بود. در این تحقیق سعی خواهد شد تا با استفاده از یک روش عددی مناسب، پاسخ مکانیکی سنگ به تحریک هیدرولیکی (رفتار توده سنگ درزه دار به افزایش فشار آب)، همچون ارتباط بازشدگی درزه ها با افزایش فشار آب و تغییر آن با زمان، تغییرات تنشهای نرمال وارد بر درزه، حداکثر فشار آب حفره ای در سیستم و مقادیر دبی خروجی در چاه تولید، مورد بررسی قرار گیرد. با استفاده از نتایج مذکور، پارامترهای موثر برای ارزیابی عملکرد هیدرولیکی منبع همچون مقاومت جریان، اتلاف سیال و تزریق پذیری منبع استخراج گشته و مورد تحلیل قرار می گیرد. پارامتری که آنالیز حساسیت بر روی آن صورت پذیرفته است، بازشدگی اولیه بوده و تغییرات حداکثر فشار آب حفره ای، دبی خروجی، مقاومت جریان، اتلاف سیال و تزریق پذیری برای بازشدگی های اولیه متفاوت مورد مطالعه قرار گرفته است.

یکی از مسائل مهم مورد توجه در این رویه ها تنش های حرارت ناشی از گرادیان های حرارتی و تنش های ترکیبی ناشی از بار ترافیکی و باگرادیان های حرارتی است. جهت بررسی این تنش ها به کمک نرم افزار ansys مدل سه بعدی رویه های بتنی ساخته و تحت ترکیبات مختلف بارگذاری شامل: بارهای ترافیکی و باگرادیان های حرارتی مثبت و منفی قرار گرفت و تأثیر پارامترهای مختلف نظیر طول و ضخامت دال بتنی، ضخامت و سختی لایه زیر اساس و سختی لایه خاک بستر بررسی گردید نتایج نشان می دهد که در رویه های بتنی غیر مسلح (jpcp)، در حالت اعمال بارگذاری شامل گرادیان حرارتی به تنهایی اعم از مثبت و منفی، تنش های ایجاد شده در دال بتنی با طول و ضخامت دال، سختی بتن دال، سختی خاک بستر، ضخامت و سختی لایه زیر اساس رابطه مستقیم دارند. در صورت اعمال بارگذاری بار ترافیکی با گرادیان حرارتی مثبت، تنش های ایجاد شده در دال بتنی با طول و ضخامت دال، سختی خاک بستر، ضخامت و سختی لایه زیر اساس رابطه معکوس و با سختی بتن دال رابطه مستقیم دارند. در حالتی که بارگذاری بار ترافیکی + گرادیان حرارتی منفی باشد، تنش های ایجاد شده در دال بتنی با طول و ضخامت دال، سختی بتن دال، سختی خاک بستر، ضخامت و سختی لایه زیر اساس رابطه مستقیم دارند. همچنین، مقدار ضخامت بهینه دال بتنی نیز، در حالت خاک بستر سخت 16 سانتیمتر، خاک بستر با سختی متوسط 19 سانتیمتر و خاک بستر نرم 20 سانتیمتر به دست آمد. همچنین در رویه های بتنی مسلح (jrcp)، روند تغییرات تنش با طول دال و در رویه های بتنی مسلح پیوسته (crcp)، روند تغییرات تنش با ضخامت دال مورد بررسی قرار گرفت که ملاحظه گردید روند کلی تغییرات تنش نظیر حالت مشابه در رویه های بتنی غیر مسلح می باشد.

یکی از روشهای رایج در پایدارسازی موقت دیواره گودبرداری های عمیق به دلیل سهولت های اجرایی فراوان آن، روش میخکوبی است. با توجه به گسترش روزافزون آن در داخل کشور ارائه طرحی اقتصادی منجر به صرفه جویی عمده در مصالح مصرفی می شود. پارامترهای دخیل در طراحی گودبرداری ها به روش میخکوبی عبارتنداز: مشخصات مکانیکی خاک، مقاومت سطح تماس دوغاب تزریق و چال حفاری، فواصل افقی و قائم میخ ها، طول میخها، ضخامت و مقاومت پوشش شاتکریت و توری فلزی از یک طرف، و تغییر مکان مجاز دیواره و ضرایب اطمینان پایداری کلی و پایداری داخلی میخ بر اساس آیین نامه انتخابی از طرف دیگر. با توجه به تعدد پارامترهای موثر در طرح خصوصا برای خاکهای ناهمگن، وجود یک ابزار سیستماتیک برای انتخاب طرح بهینه به لحاظ اقتصادی بسیار ارزشمند است. به منظور مدلسازی بهتر و هدفمند بودن ترتیب مدلسازی ها، با توجه به اینکه در مطالعات قبلی انجام شده در سطح ملی و بین المللی، مبنای تغییر طرح مدلسازی ها برای تعیین بهترین شرایط از طریق روش سعی و خطا بوده است، در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روشی سیستماتیک، بهینه سازی طراحی سیستم میخکوبی انجام شود. روش مورد استفاده در تحقیق حاضر، روش پیشنهادی دکتر تاگوچی می باشد. در این روش که یکی از روش های فاکتوریلی جزئی می باشد، ترکیبات مشخصی از سطوح هر یک از فاکتورهای تعریف شده در قالب طراحی آزمایشات (doe)، ایجاد می شوند. این روش قادر به بررسی آثار عمده تأثیر هر یک از فاکتورها، تداخل بین فاکتورهای مختلف و پیش بینی ترکیب بهینه از بین تمام آزمایشات ممکن (فاکتوریل کامل) است. در این تحقیق 5 فاکتور عمده موثر در هزینه تمام شده یک پروژه میخکوبی در نظر گرفته شده اند. با توجه به بررسی های انجام شده، فاکتور فاصله افقی میخها بیشترین اهمیت نسبی و قطر چال حفاری کمترین تأثیر را در بهبود معیار کیفیت بهینه دارد. همچنین شرایط بهینه پیشنهادی توسط روش تاگوچی، مطابقت بسیار خوبی را با آزمایش تأیید در شرایط بهینه از خود نشان می دهد. تحلیلها با استفاده از نرم افزار المان محدود v8.5 plaxis انجام شد. نتایج نشان داد که طرح بهینه حاصل از روش تاگوچی بسته به نوع لایه بندی خاک می تواند تا حدود 17درصد نسبت به طرحهایی که طراحان به صورت عرف ممکن است انتخاب نمایند، اقتصادی تر باشد.

یکی از مهمترین شرایط انتخاب محل سدهای بتنی دوقوسی وجود تکیه گاههای سنگی با مقاومت و سختی زیاد است. یکی از خصوصیات توده سنگها وجود ناپیوستگی ها و درزه ها میباشد. تاثیرات خصوصیات مهم ناپیوستگی همچون میزان باز شدگی، زبری، سختی نرمال و برشی، شیب و جهت شیب، فاصله درزها و موقعیت قرارگیری آنها بر روی پایداری تکیه گاه سد، از نکاتی است که باید مورد توجه قرار گیرد. در این میان اندر کنش رفتار هیدرولیکی و مکانیکی (هیدرومکانیکی) توده سنگ درزه دار باعث پیچیدگی بررسی پایداری سد می شود. بنابراین درطراحی سدهای بتنی دوقوسی درنظر گرفتن این تاثیر می تواند دقت محاسبات را افزایش دهد. برای تحلیل پایداری سد و درنظر گرفتن اندرکنش هیدرومکانیکی از نرم افزارهایی که بر اساس روش المانهای مجزا پایه ریزی شده اند استفاده می شود. از نرم افزارهایی که در سال های اخیر جهت تحلیل محیط های درزه دار استفاده می شود، نرم افزارهای دو بعدی udec و سه بعدی 3dec می باشد. در این تحقیق جهت بررسی تاثیرات رفتار هیدرومکانیکی روی تکیه گاه سدهای بتنی دو قوسی از نرم افزار سه بعدی 3dec استفاده شده است. جهت بررسی مسئله فوق مشخصات هندسی و پارامترهای هیدرولیکی و مکانیکی محلی سد سیمره و تاثیرات این مشخصات بر روی پایداری آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین مقادیر مربوط به لغزش و بازشدگی و گسترش آنها و میزان نشت آب از میان درزه ها و تاثیرات آن در پایداری کلی تکیه گاهها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل ها نشان دادند که اندرکنش هیدرومکانیکی باعث افزایش تنشهای داخلی تکیه گاه سنگی سد شده وهمچنین موجب ایجاد جابجایی و لغزش در تکیه گاه ها و پی سد می شود و نشت آب افزایش یافته و ایمنی سد در حدود 10الی 15 درصد کاهش می یابد. آنالیز ها نشان می دهند که نصب پرده آببند علاوه بر کاهش نشت آب در کاهش جابجایی ها وتنش ها ی تکیه گاه های سد موثر بوده و باعث افزایش ایمنی سد می شود.

طراحی دیوارهای حائل انعطاف پذیر به صورت مرسوم با استفاده از تحلیل های ساده شده و کلاسیک یا روشهای تجربی انجام می شود. متاسفانه کاربرد این روشها می تواند به تخمین های متفاوتی از پارامترهای عمده طراحی منجر گردد. هنگامی که تغییرمکانهای خاک مهم باشد و یا فضای ساخت محدود باشد، دیوارهای طره¬ای مدفون (با ویا بدون مهار) ممکن است استفاده شوند. انعطاف پذیری دیوارهای مدفون درمحدوده وسیعی تغییرمی کند و این امر تاثیر قابل ملاحظه ای بر نحوه توزیع فشار جانبی خاک دارد. دیوارهای با انعطاف پذیری بیشتر تغییر شکل های بزرگتری را تحمل می کنند. بنابراین روش های تحلیل کلاسیک همانند روشهای کولمب و رانکین که بر مبنای رفتار دیوارهای صلب پی ریزی شده اند، برای دیوارهای انعطاف پذیر به طور مستقیم قابل کاربرد نبوده و باید تغییراتی در آنها داده شود. دراین پایان نامه، رفتار دیوار انعطاف پذیر برای خاک های غیر چسبنده بادر نظر گرفتن اثر تراز آب به کمک روشهای عددی (برنامه plaxis) مورد بررسی قرار می گیرد. از آنجا که اندرکنش خاک- دیوار، تاثیر مهمی بر رفتار دیوارانعطاف پذیر دارد، لغزش و جداشدگی خاک نسبت به دیوار به کمک المان حد واسط ((interface element و رفتار خمشی دیوار نیز به کمک المان تیر (beam element) مدل شده است. دراین تحقیق تاثیرپارامترهای مختلفی نظیر هندسه دیوار (ارتفاع دیوار، عمق نفوذ آن) سختی دیوار، ویژگی های رفتاری خاک، شرایط آب زیر زمینی و تاثیر بیشینه شتاب در دیوار بررسی میشود.

هر مدل رفتاری قبل از اینکه مورد استفاده قرار گیرد، بایستی بر اساس نتایج آزمایشات آزمایشگاهی کالیبره شود. در روشهای کالیبراسیون سنتی، از سطوح تنش و کرنش در حالتهای خاصی که خاک در طی انواع مشخصی از آزمایشات آزمایشگاهی متحمل آن میشود، استفاده میگردد. گاهی اوقات، این روش کالیبراسیون مدلهای رفتاری (روش سنتی)، قادر نیست رفتار کلی خاک (رفتار خاک در هر نقطه ای از منحنی تنش-کرنش) را پوشش دهد. در این پایان نامه، یک تکنیک جستجوی سیستماتیک برای کالیبراسیون مدلهای رفتاری، بر مبنای الگوریتم ژنتیک، معرفی شده است. در این روش، بر خلاف روشهای سنتی که رفتار خاک را در بعضی حالتهای خاص مبنای کالیبراسیون قرار میدادند، رفتار کلی خاک مبنای کار در نظر گرفته میشود. از دیگر مزایای این روش آن است که میتوان مدل رفتاری مورد نظر را با استفاده از نتایج هر آزمایش دلخواهی کالیبره کرد. تا قبل از این، محققان دیگر، چنین آنالیز معکوسی را به کمک ابزارهای بهینه یابی کلاسیک که بر اساس مشتقات تابع هدف کار میکنند، انجام میدادند. در این تحقیق، از الگوریتم ژنتیک به عنوان یک ابزار بهینه یابی غیرکلاسیک، که برای بهینه یابی تنها به خود تابع نیاز دارد و نه مشتقاتش، استفاده شده است. اما، در استفاده از این روش، با مشکلی مواجهیم و آن عبارت است از تابع برازندگی. تابع برازندگی از اجرای یک برنامه المان محدود به دست میآید در صورتی که برنامه الگوریتم ژنتیک مجزا از آن است. بنابراین، بایستی بین این دو برنامه یک راه ارتباطی ایجاد کنیم و یا از راه دیگری برای حل مسئله اقدام کنیم. در این پایان نامه، دو روش برای حل این مشکل پیشنهاد شده است. در روش اول، برنامه ای توسط ویژوال بیسیک برای الگوریتم ژنتیک نوشته شده است. در این کد نوشته شده، هر جا که در حین اجرای برنامه الگوریتم ژنتیک لازم باشد، نرم افزار المان محدود فراخوانده شده و مدل شبیه سازی شده باز میشود. سپس، تغییرات لازم بر مدل المان محدود ساخته شده اعمال شده، تغییرات ذخیره میشوند و محاسبات مدل شروع میشود. پس از آن، تابع برازندگی محاسبه شده و فرآیند محاسباتی الگوریتم ژنتیک دنبال میشود. این فرآیند تا زمانی ادامه پیدا میکند که به جواب مطلوب دست یابیم. در روش دوم، برای محاسبه تابع برازندگی از یک شبکه عصبی مصنوعی استفاده میشود. بنابراین در این روش، نیازی به استفاده از نرم افزار المان محدود در حین اجرای الگوریتم ژنتیک نخواهیم داشت. در این پایان نامه، از یک روش آنالیز حساسیت بخصوص نیز، جهت تعیین درجه اهمیت هر یک از پارامترهای مدل رفتاری خاک، استفاده شده است. روش آنالیز حساسیت مذکور بر پایه روش تاگوچی، که سابق بر این برای طراحی و تحلیل آزمایشات مورد استفاده قرار میگرفت، قرار دارد. روش ابداعی کالیبراسیون مدلهای رفتاری خاک که موضوع اصلی این پایان نامه بوده است در قالب یک مثال ارائه شده است. مدل رفتاری الاستو-پلاستیکی که در این پایان نامه، به عنوان مثال، کالیبره شده است، مدلی است موسوم به "مدل خاک سخت-شونده". این مدل، برای نتایج به دست آمده از آزمایشات پرسیومتری که بر روی خاک ماسه رس دار منطقه “le rheux” انجام گرفته، کالیبره شده است. شبیه سازی عددی آزمایش پرسیومتری، توسط نرم افزار المان محدود plaxis انجام شده است. در نهایت، مشاهده میشود که روش آنالیز معکوس پیشنهاد شده پارامترهای رفتاری مورد نظر خاک را به طرز موثری کالیبره میکند بنحوی که پارامترها از لحاظ عددی به سمت مقادیر نهاییشان همگرا شده و خطای مابین پاسخهای محاسبه شده و مشاهدات برجا به حداقل مقدار ممکن میرسد.

طراحی و اجرای فضاهای زیرزمینی به طور کامل وابسته به خواص ژئومکانیکی توده ‏سنگ و ویژگیهای آزمایشگاهی نمونه های سالم سنگ می باشد و اعتبار این طراحی‏ها به دقت اطلاعات ورودی و اینکه تا چه حد بیانگر رفتار واقعی سنگ باشند، بستگی دارند. بیان دقیق و کمی ساختارهای زمین‏شناسی، پارامترهای ژئومکانیکی سنگ‏های برجا و میدان تنش اولیه کار دشواری است. لذا دور از انتظار نیست که علیرغم استفاده از بررسی‏های زمین‏شناسی دقیق و تحلیل‏های عددی پیچیده، رفتار واقعی سازه‏های مذکور، متفاوت با رفتار پیش‏بینی شده آنها باشد. با ابزاربندی سازه و تحلیل برگشتی می‏توان اطلاعات زمین‏شناسی و پارامترهای ژئومکانیکی را مورد ارزیابی مجدد قرار داد و اختلاف بین رفتار واقعی و پیش‏بینی شده سازه مورد نظر را به حداقل رساند. این عمل از طریق ایجاد مدل‏های عددی مکرر با پارامترهای ژئومکانیکی متفاوت و بررسی روند تغییرات تابع خطا انجام می‏شود. در بسیاری از موارد تحلیل برگشتی به عنوان یک روش مشاهده ای مدرن، تکنیکی مفید جهت ارزیابی رفتارمکانیکی پارامترهای توده سنگ می باشد. در علم ژئوتکنیک تحلیل برگشتی می تواند به همان اندازه روش‏های مستقیم کاربرد داشته باشد. در حقیقت این تکنیک یکی از فرایندهای برجسته جهت ارزیابی پارامترهای طراحی جهت ارزیابی مجدد اطلاعات زمین شناسی و پارامترهای ژئومکانیکی ورودی طراحی، بررسی پایداری سازه و تشخیص نقاط ضعف طراحی تحکیم می باشد، همچنین این روش به عنوان یک ابزار قوی برای ارزیابی و تحلیل داده های اندازه گیری شده صحرایی شناخته شده است. سد و نیروگاه تلمبه ذخیره ای سیاه بیشه در فاصله 125کیلومتری شمال شرقی تهران با هدف اصلی ایجاد تعادل در برق مصرفی کشور در ساعات پر بار و کم بار مصرف، در حال احداث می باشد. سازه مغار نیروگاه به طول130متر و عرض22متر و ارتفاع 42 متر بوده و ابزارهای دقیق مورد استفاده در آن شامل کشیدگی سنج میله ای، نیروسنج، همگراسنج نواری و علائم نقشه برداری می باشد که در مراحل مختلف نصب و در فواصل زمانی معین قرائت می گردند. پارامترهای توده سنگ جهت طراحی مغار نیروگاه بر اساس روابط تجربی و آزمایشگاهی و مطالعاتی مختلف توسط مشاوران طرح در نظر گرفته شده است. هدف از انجام تحلیل برگشتی در این تحقیق، تخمین پارامترهای اصلی توده‏ های سنگ میزبان با کمینه کردن اختلاف میان جابجایی‏های ثبت شده توسط کشیدگی ‏سنج‏ها و محاسبه شده توسط مدل عددی و کنترل آن با پارامترهای اولیه منظورشده در طراحی مغار نیروگاه می باشد.

تعیین ظرفیت باربری شمع ها از جمله مسائل مهمی است که همواره ذهن مهندسین ژئوتکنیک را به خود معطوف داشته است. اثر عواملی نظیر، ناهمسانی محیط خاک در بر گیرنده یک شمع، نحوه اجرای شمع، جنس شمع و شکل آن، تخمین صحیح ظرفیت باربری شمع را با مشکل همراه می سازد. از این رو آزمایش بارگذاری شمع بعنوان یک روش قابل اعتماد، می تواند در مراحل مختلف تحلیل، طراحی و اجرای شمع به منظور تعیین ظرفیت باربری محوری شمع به کار رود. آزمایش بارگذاری شمع با وجود دقت بالا، هزینه های زیاد و زمان انجام طولانی را بر پروژه های عمرانی تحمیل می کند و همین مسئله باعث ایجاد محدودیت هایی در انجام این آزمایش می شود. بدین ترتیب، پذیرش تحلیل های عددی در مسائل ژئوتکنیکی به تدریج در حال افزایش بوده و محاسبات المان محدود بیش از پیش برای طراحی این مسائل استفاده می شود. در این تحقیق برای انجام مدلسازی عددی از نرم افزار المان محدود plaxis v8.20 استفاده شده است. به منظور مدلسازی بهتر و هدفمند بودن ترتیب مدلسازی ها، با توجه به اینکه در مطالعات قبلی انجام شده در سطح ملی و بین المللی، مبنای تغییر طرح مدلسازی ها برای تعیین بهترین شرایط از طریق روش سعی و خطا بوده است، در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روشی سیستماتیک، طراحی مناسبی برای نحو? تغییر تمامی پارامترهای تأثیرگذار بر مدل عددی ارائه شود. روش مورد استفاده در تحقیق حاضر، روش پیشنهادی دکتر تاگوچی می باشد. در این روش که یکی از روش های فاکتوریلی جزئی می باشد، ترکیبات مشخصی از سطوح هر یک از فاکتورهای تعریف شده در قالب طراحی آزمایشات (doe)، ایجاد می شوند. این روش قادر به بررسی آثار عمده تأثیر هر یک از فاکتورها، تداخل بین فاکتورهای مختلف و پیش بینی بهینه ترین ترکیب از بین تمام آزمایشات ممکن (فاکتوریل کامل) است. در این تحقیق 6 فاکتور عمده موثر در نتایج تحلیل های عددی آزمایش بارگذاری شمع در نظر گرفته شده-اند. با توجه به بررسی های انجام شده، فاکتورهای چسبندگی خاک، زاویه اصطکاک و پارامتر مقاومتی فصل مشترک از بیشترین اهمیت نسبی و همچنین نسبت پواسون و زاویه اتساع دارای کمترین تأثیر می باشند. همچنین شرایط بهینه پیشنهادی توسط روش تاگوچی، مطابقت بسیار خوبی را با آزمایش تأیید در شرایط بهینه از خود نشان می دهد.

هدف اصلی در این پژوهش، بررسی تأثیر انواع سنگدانه های سبک و معمولی به همراه مواد افزودنی مختلف برای دستیابی به بتنی با حداقل وزن مخصوص و پارامترهای مقاومتی مناسب می-باشد. بدین منظور در ابتدا خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مصالح مورد نظر تعیین شده و در مراحل مختلف ساخت نمونه ها از آنها بطور متفاوت استفاده گردید. بعنوان مهمترین وجه تمایز این تحقیق با تحقیقات مشابه در ایران، می توان به استفاده از روش سیستماتیک طراحی آزمایشات با استفاده از روش تاگوچی اشاره نمود. در اینجا نحوه کار بدین صورت بود که در اولین مرحله برای شناخت اولیه تأثیر مصالح مختلف بر روی خواص بتن، نمونه هایی بصورت تصادفی (مانند روشهای متداول آزمایشگاهی) ساخته شده و با مشخص شدن نتایج این آزمایشات، این بار طرح اختلاط هایی بصورت سیستماتیک با استفاده از روش تاگوچی و به کمک نرم افزار minitab انجام گردید. آزمایشات سیستماتیک در سه مرحله انجام شد که در اولین مرحله، از آرایه l9 به منظور ساخت بتن سبک غیرسازه ای، در مرحله دوم از آرایه l16 به منظور ساخت بتن سبک سازه ای و در مرحله آخر نیز از آرایه l27به منظور ساخت بتن سبک سازه ای استفاده گردید. پس از تجزیه و تحلیل آزمایش های سیستماتیک با استفاده از نرم افزار مذکور، ترکیبات بهینه هر سری از این طراح ها تعیین شده و در نهایت به منظور بررسی صحت پیش بینی ترکیبات بهینه، نمونه های تأییدی برای مقایسه با نتایج حاصل از آنالیز تاگوچی ساخته شد و دقت تخمین این روش برای حالت بهینه مورد ارزیابی قرار گرفت. در پایان تحقیق، آزمایشات تکمیلی تعیین مدول الاستیسیته، مقاومت کششی، بار نقطه ی و دوام بر روی چندین طرح اختلاط برتر انجام شد تا مشخصات دقیق تری از خواص مهندسی این نوع از بتن ها بدست آید. کلمات کلیدی: سبکدانه ها، اسکریا، پومیس، زئولیت، تاگوچی، بتن سبک، نانوسیلس، میکروسیلیس، پوزولان.

در این مطالعه از روش المان محدود جهت مطالعه رفتار گسل استفاده شده است. مدلسازی گسل با نرم افزار abaqus و به صورت سه بعدی انجام گرفته است. در این مدلسازی، گسل به صورت سطح تماسی مابین دو ناحیه الاستیک که نمایانگر پوسته هستند در نظر گرفته می‏شود و رفتار اصطکاکی به این صفحه اختصاص داده می شود. بدین منظور دو نوع تحلیل دینامیکی و شبه استاتیکی روی گسل صورت پذیرفته است. در تحلیل اول، مدلی انتخاب شده است که توسط متخصصان مرکز زلزله شناسی جنوب کالیفرنیا شبیه سازی شده و در واقع با تحلیل این مدل، صحت سنجی مدل رفتاری انجام یافته است. مدل دوم بر مبنای گسل شمال تبریز می باشد که تحلیل آن به صورت شبه استاتیک صورت گرفته است. نتایج مدلسازی با نتایج کارهای مشابه و همچنین معیارهای زمین شناسی مانند سرعت پوسته، و نرخ جابجایی در صفحه گسل، مقایسه گردیده که همگرایی مناسبی بین نتایج و معیارهای صحت سنجی مشاهده می شود. در تحلیل دینامیکی، نتایج حاصل از جابجایی نقاط روی صفحه گسل و تغییرات تنش برشی در طول زمان تحلیل به خوبی بیانگر مکانیزم ناپایداری چسب-لغز بوده و در مقایسه با نتایج تحلیل محققان دیگر، همگرایی مناسبی مشاهده می شود. در تحلیل شبه استاتیکی، نتایج با دو پارامتر اصطکاکی مختلف، با نرخ جابجایی ایستگاه های gps مقایسه شد که همگرایی در ضریب اصطکاک استاتیکی 1/0 مشهودتر است

روابط شهر و روستا تحت تأثیر عناصر اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و سیاسی در میان جوامع متفاوت است. در جوامع توسعه یافته رابطه شهر و روستا به علت نفوذ متقابل نقش های شهر و روستا در یکدیگر و تجانس تدریجی زندگی روستانشینان و شهرنشینان روابط متقابل و متعادل می باشد. اما در کشورهای در حال توسعه به علت اقتصاد تک محصولی و متکی به صدور مواد خام و نظام تصمیم گیری متمرکز رابطه شهر و روستا به صورت رابطه سلطه شهر بر روستا می باشد. نتایج این روابط نابرابری های اقتصادی و اجتماعی و خدماتی بین شهر و روستا می باشد که باعث گسترش روزافزون مراکز شهری و تسلط آن بر سلسله مراتب سکونتگاهی کشور است. روش کار در این پایانامه "تحلیلی- ترکیبی" و دیدگاه تحقیق "کارکردی" می باشد. این تحقیق به مطالعه موردی در عملکرد متقابل و پیوندهای فضایی بین شهر اهواز و 3 سکونتگاه روستایی آن پرداخته است. جهت جمع آوری اطلاعات از روش های کتابخانه ای و پیمایشی استفاده شده است. در این راستا پرسشنامه هایی از روستاهای مورد مطالعه تهیه شد و با استفاده از نرم افزارهای excel و spss مورد تحلیل قرار گرفت و از نرم افزارgis جهت لایه بندی و ترسیم نقشه ها استفاده شده است. همچنین از ضریب همبستگی پیرسون و سپیرمن برای تحلیل میزان تغییرات کاربری اراضی روستاهای مورد مطالعه متأثر از توسعه کالبدی شهر اهواز استفاده شده است، که نتایج حاصل از آن حاکی از همبستگی کامل و معنی دار بین متغیرها می باشد. نتایج تجزیه و تحلیل پرسشنامه ها به روش خی دو(کای اسکور)، نشان می دهند که روابط متقابل روستا و شهر، بیشتر در بروز تغییرات غیرارگانیک در مراکز روستایی کلانشهر اهواز موثر بوده اند. واژگان کلیدی: روابط متقابل، روستاهای پیرامونی، کلان شهر، ادغام، اهواز

سبک سازی سازه ها یکی از اصلی ترین و ساده ترین راهکارهای مقابله با نیروهای دینامیکی ناشی از زلزله می باشد که مهندسان را بر آن داشته تا با استفاده از شیوه های نوین و تکنیک های گوناگون راهکارهایی در این رابطه ارائه دهند. از جمله این تکنیک ها استفاده از پانل های سه بعدی سبک وزن است. پانل های سه بعدی سبک، از سه جزء لایه پلی استایرن، شبکه فلزی و بتن شاتکریتی تشکیل شده اند. در این تحقیق سعی شده است با استفاده از چند نوع سنگدانه طبیعی و معدنی وزن مخصوص بتن شاتکریتی کاهش داده شود. بررسی ویژگی های بتن شاتکریت ایده آل با کمترین مقدار اتلاف مصالح نشان داد که مخلوط بتن شامل سنگدانه های پومیس و لیکا با نسبت حجمی به ترتیب 60 و 40 درصد، عیار سیمان kg/m3350 و نسبت آب به سیمان 6/0 دارای مقاومت فشاری مغزه mpa5/14 و وزن مخصوص خشک 1075 kg/m3 می باشد که می توان از آن به عنوان تیغه های غیر باربر استفاده کرد. ضریب انتقال حرارت این بتن با کاهش 85 درصدی نسبت به بتن معمولی، نشان از ایده آل بودن آن برای استفاده در تیغه های جداکننده به عنوان عایق حرارت دارد. از طرفی ترکیب سنگدانه های لیکا و نرمه رینه با نسبت حجمی 60 به 40 درصد، با عیار سیمان kg/m3550 و نسبت آب به سیمان 5/0دارای مقاومت فشاری مغزه mpa2/19 و مقاومت کششی mpa7/1 و مدول الاسیسیته gpa46/14 و وزن مخصوص خشک kg/m3 1605می باشد.

کشور عزیز ما ایران از منابع عظیم نفت و گاز برخوردار است و هم اکنون بیش از یکصد سال از فرآیند استخراج نفت وگاز می گذرد. برای بهره برداری بهینه و احیای مخازن نفتی کشور، لازم است که عملیات اضافی روی آنها صورت گیرد. یکی از این روش ها، عملیات شکست هیدرولیکی است. در این پژوهش برای مدل سازی شکست هیدرولیکی در مخازن شکسته از روش اجزا محدود توسعه-یافته استفاده شده است. در این روش در اثر اعمال توابعی، گره های اطراف ترک غنی می شوند و در نتیجه درجات آزادی بیشتری اختیار می کنند. در روش اجزا محدود توسعه یافته، ترک به صورت مجازی مدل می گردد و نیازی به تطبیق مش با ترک نیست. همچنین نیازی به استفاده از المان های تکینه در نوک ترک نخواهد بود. در این تحقیق برای انجام مدل سازی، یک برنامه کامپیوتری در محیط matlab به روش اجزا محدود توسعه یافته نوشته شده است که در آن برای مدل سازی شکست هیدرولیکی، تغییر شکل مکانیکی ناشی از فشار سیال بر روی سطح ترک و جریان سیال در ترک کاپل شده اند. همچنین اثر ترک از پیش موجود در انتشار شکست هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفته است. برای صحت سنجی برنامه کامپیوتری، نتایج آن با حل تحلیلی kgd موجود مقایسه شده است.

چکیده ندارد.

سالهاست که انرژی زمین گرمایی، که از گرمای قسمتهای داخلی زمین حاصل می گردد، به صورت بخار یا آب داغ در تولید الکتریسیته، گرمایش و فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی حوزه های زمین گرمایی به صورت یک سیکل دائمی گردش گرما و سیال هستند که سیال از حوزه های تغذیه یا به وسیله تزریق وارد منبع شده و از سوی دیگر به صورت آب داغ و بخار خارج می گردند و در حین بهره برداری صنعتی، سیال استفاده شده مجدداً از طریق چاههایی به منبع برگردانده می شوند. استخراج انرژی در سنگهای داغ و خشک hdr که اغلب در همه جا در اعماق زمین یافت می شود، از روشهای نوین استخراج انرژی زمین گرمایی است. این منابع به صورت طبیعی با رخدادهای لرزه ای یا به صورت مصنوعی با تحریک هیدرولیکی می توانند به یک ناحیه نفوذپذیر تبدیل گردند. آگاهی از شکل، اندازه و نفوذپذیری ناحیه شکست که به وسیله تحریک هیدرولیکی ایجاد می گردد برای ارزیابی عملی بودن پروژه و تعیین بهترین محل چاههای تزریق و تولید اهمیت زیادی دارد. از آنجایی که آزمایشهای تحریک هیدرولیکی که در اعماق زیاد انجام می شوند بسیار گران هستند، مدلسازی عددی نقش بسیار مهمی را ایفاء می کند. در مدلسازی کامل رفتار یک منبع hdr در درازمدت می بایست جریان هیدرولیکی در درزه ها و در بافت سنگ محیطی، انتقال انرژی گرمایی از طریق همرفت و هدایت و تغییر شکل الاستیک سنگ ناشی از تغییرات گرمایی و هیدرولیکی و تغییر در میدان تنش طبیعی سنگ مورد توجه قرار گیرد. از آنجا که تحریک هیدرولیکی عموماً بین چند ساعت تا چند روز به طول می انجامد و در مقیاس زمانی نسبت به گردش سیال در سیستم که در طول سالها صورت می پذیرد بسیار کوتاه است، در مدلسازی تحریک هیدرولیکی، فرآیند توامان هیدرومکانیکی، غالب خواهد بود. در این تحقیق سعی خواهد شد تا با استفاده از یک روش عددی مناسب، پاسخ مکانیکی سنگ به تحریک هیدرولیکی (رفتار توده سنگ درزه دار به افزایش فشار آب)، همچون ارتباط بازشدگی درزه ها با افزایش فشار آب و تغییر آن با زمان، تغییرات تنشهای نرمال وارد بر درزه، حداکثر فشار آب حفره ای در سیستم و مقادیر دبی خروجی در چاه تولید، مورد بررسی قرار گیرد. با استفاده از نتایج مذکور، پارامترهای موثر برای ارزیابی عملکرد هیدرولیکی منبع همچون مقاومت جریان، اتلاف سیال و تزریق پذیری منبع استخراج گشته و مورد تحلیل قرار می گیرد. پارامتری که آنالیز حساسیت بر روی آن صورت پذیرفته است، بازشدگی اولیه بوده و تغییرات حداکثر فشار آب حفره ای، دبی خروجی، مقاومت جریان، اتلاف سیال و تزریق پذیری برای بازشدگی های اولیه متفاوت مورد مطالعه قرار گرفته است.

با توجه به کاربرد سبک دانه های مصنوعی در صنایع مختلف، تعیین خواص این نوع سنگ دانه ها اهمیت ویژه ای دارد. به لحاظ ماهیت فیزیکی و عدم وجود سنگ مادر، تعیین ویژگی های ارتجاعی سبک دانه های مصنوعی دارای پیچیدگی های ویژه ای می باشد. در حال حاضر دانه های رس منبسط شده یا لیکا مهمترین نوع سبک دانه صنعتی کشور است. این سبک دانه با استفاده از رس انبساط پذیر به روش فرآیند تر در داخل کوره گردان تولید می شود. محصول تولیدی غالباً دارای قطر صفر الی 25 میلیمتر است و معمولاً با افزایش قطر تخلخل آنها افزایش و وزن مخصوص آنها کاهش می یابد. همچنین با تغییر در شرایط و فرآیند تولید، می توان دانه با وزن مخصوص مختلف تولید کرد. از آنجایی که استانداردی برای تعیین مستقیم مدول ارتجاعی این سبک دانه ها وجود ندارد، از ترکیب روش آزمایشگاهی، با روش تئوری مواد مرکب (مایکرومکانیک) و عددی برای تعیین این پارامترها استفاده شده است. در این تحقیق با توجه به ماهیت دانه های لیکا، شکل آنها به صورت کروی کامل فرض شده است. در بخش آزمایشگاهی به منظور تعیین اثر اندازه و وزن مخصوص بر خواص فیزیکی و مکانیکی دانه های لیکا، مطالعه جامع بر روی هشت نوع دانه (در دو گروه معمولی و سازه ای با چهار اندازه مختلف) صورت گرفته است. با ترکیب سبک دانه با ملات ماسه سیمان و ساخت نمونه هایی استوانه ای استاندارد از مواد مرکب، مشخصات ارتجاعی ماتریس و ماده مرکب تعیین شده است. همچنین با استفاده گچ و دانه های فوم پلی استایرن و شبیه سازی سنگ متخلخل، به بررسی اثر تخلخل بزرگ مقیاس بر مدول ارتجاعی و مقاومت فشاری تک محوری سنگ پرداخته شده است. در بخش تئوری مواد مرکب با ارائه سه مثال به مقایسه نتایج بدست آمده از مدل های همگن سازی پرداخته شده است و سپس با استفاده از معکوس مدل های همگن سازی مشخصات ارتجاعی اینکلوژن بر اساس ویژگیهای ماتریس و ماده مرکب تعیین شده است. در بخش عددی، با مدلسازی سه بعدی اجزا محدود با چیدمان دانه ها به صورت منظم و یک حالت تصادفی، به مقایسه مشخصات ارتجاعی ماده مرکب، با مدل های همگن سازی پرداخته شده است. نتایج عددی حاکی از تاثیر ناچیز نحوه توزیع اینکلوژن، در حالت منظم و یک حالت تصادفی، بر مشخصات ماده سخت مرکب دارد. در حالت توزیع منظم، مدول ارتجاعی ماده مرکب، دارای نتایج نزدیک به مدل موری-تاناکا و در حالت توزیع تصادفی نتایج بسیار نزدیک به مدل لایلنس می باشد. همچنین برای ماده سخت مرکب نتایج روش عددی بسیار نزدیک به مدل موری-تاناکا می باشد. با مقایسه نتایج تحلیلی با آزمایشگاهی، در نمونه های سنگ متخلخل شبیه سازی شده، مشاهده شد که تطابق مناسبی بین مدل های همگن سازی و نتایج آزمایشگاهی وجود دارد و می توان ارتباط بین مدول ارتجاعی با میزان حفرات بزرگ مقیاس را توسط روابط نمایی بیان کرد. بر مبنای مدل موری-تاناکا، در دامنه اندازه 4 الی 14 میلیمتر، مدول ارتجاعی دانه های لیکا معمولی در محدوده 6/0 الی gpa3/2 و مدول ارتجاعی دانه های لیکا سازه ای در محدوده 7/2 الی gpa3/6 قرار دارد. ارتباط مدول ارتجاعی لیکای ایران با وزن مخصوص دانه ای به صورت خطی و با اندازه دانه به صورت نمایی می باشد. همچنین متوسط ضریب پوآسون بدست آمده دانه های معمولی و سازه ای به ترتیب 35/0 و 28/0 تخمین زده شده است.

گسترش روزافزون شهرها و نیاز به فضاهای کار و سکونت از یک طرف و افزایش شدید قیمت زمین در شهرها و از سوی دیگر ضرورت استفاده حداکثری از زمین باعث گشته بر تعداد طبقات زیرزمینی و عمق گودبرداری افزوده گردد. از این رو با افزایش عمق گودبرداری، خطرات ناپایداری و گسیختگی دیواره های گودبرداری به شدت افزایش می یابد. هزینه های بالای اجرای دیوارهای حایل صلب و به طور کلی معایب روش های معمول مهندسان طراح را به سمت استفاده از سیستم های انعطاف پذیر با نشست پذیری نسبی بیشتر همچون روش میخ گذاری خاک سوق داده است. اساس طراحی این روش برمبنای انتقال بار از طریق اصطکاک یا چسبندگی در ناحیه فصل مشترک خاک و مصالح تسلیح می باشد و در این میان مقاومت نهایی بین عضو کششی و خاک پیرامون آن یکی از پارامترهای اصلی طراحی و ارزیابی پایداری این سیستم است. در تحقیق حاضر آزمایش برون کشی با استفاده از نرم افزار آباکوس به صورت سه بعدی شبیه سازی شد و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و مطابقت قابل قبولی مشاهده شد. پس از صحت سنجی و اطمینان از خروجی ها، اثر خصوصیات خاک به صورت پارامتریک مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که دانسیته و مدول الاستیسیته، تاثیری بر مقاومت نهایی برون کشی ندارند در حالی که افزایش زاویه اصطکاک، چسبندگی و اتساع خاک مقاومت نهایی برون کشی را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهند. همچنین در ادامه بررسی پارامتریک اثر عواملی چون سربار، فشار تزریق و فاصله ی میلگرد مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت و نتایج و خروجی های مدلسازی نشان داد که فشار تزریق مقاومت نهایی را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهد و این در حالی است سربار تاثیر چندانی در افزایش مقاومت نهایی برون کشی ندارد و اندکی آن را به طور غیر مستقیم افزایش می دهد. همچنین بررسی اثر فاصله بین میلگردها نشان داد که برای رسیدن به مقاومت ماکزیمم، فاصله ای در حدود دوازده برابر قطر عضو کششی نیاز است. در ادامه تحقیق، اثرات عوامل موثر به صورت سیستماتیک و با کمک روش تاگوچی بررسی شد. نتایج نشان داد که فشار تزریق ، زاویه اتساع و چسبندگی بیشترین اثر و دانسیته، مدول الاستیسیته و سربار کمترین اثر را بر مقاومت نهایی دارند. در واقع بررسی سیستماتیک نتایج مطالعات پارامتریک بخش اول را تائید می کند.

استفاده از روش های عددی به کمک نرم افزارهای تجاری، در طراحی مسائل ژئوتکنیکی و سنگی همواره یکی از کم هزینه ترین و معمول ترین روش ها بوده است. با این حال انجام تحلیل های عددی بدون تعیین دقیق پارامترهای مکانیکی محیط نمی تواند چندان معتبر باشد. از این رو همواره آزمایش های درجا و آزمایشگاهی در کنار نرم افزارهای عددی سعی بر کاهش خطاها در فرضیات طراحی دارند. انجام این آزمایش-ها در مقایسه با یک تحلیل عددی با نرم افزار بسیار پر هزینه تر و طولانی تر خواهد بود. مجموعه این عوامل اهمیت ایجاد یک ارتباط صحیح میان نتایج آزمایشگاهی و مدل سازی های عددی را نشان می دهد. دانستن چگونگی رفتار محیط برای ایجاد یک ارتباط صحیح میان روش عددی و نتایج آزمایشگاهی ضروری است. برای مثال در محیط های سنگی مکانیزم تغییرشکل به دو جز اصلی سنگ بکر و درزه ها (ناپیوستگی ها) تقسیم می شود که هر یک دارای ویژگی ها و رفتار مخصوص به خود است. اما برای درک صحیح از رفتار یک توده سنگی باید اثر همزمان سنگ بکر و درزه بررسی شود. برای توصیف رفتار تغییرشکلی توده سنگی پارامترهای مختلفی قابل تعریف است که مدول تغییرشکل یکی از آنها است. مدول تغییرشکل تعریفی بسیار مشابه با مدول الاستیسیته در یک محیط پیوسته دارد و مزیت استفاده از آن برای یک محیط سنگی این است که بعد از محاسبه مدول تغییرشکل می توان ادامه طراحی را با فرض پیوستگی و همسانی در جهتی که مدول تغییرشکل محاسبه شده انجام داد. در این تحقیق ابتدا نتایج آزمایش های بارگذاری صفحه انجام شده در پروژه سد و نیروگاه بختیاری که مستقیما مقدار مدول تغییرشکل را محاسبه می کنند شرح داده می شود. در ادامه برای استفاده بیشتر از این نتایج با استفاده از یک مدل سازی عددی با استفاده از نرم افزار udec پارامترهای اثر گذار ناپیوستگی ها به صورت عددی بررسی می شوند. در ابتدا با استفاده از یک تحلیل برگشتی مقدار سختی در درزه ها که توسط آزمایش ها به صورت مستقیم قابل شناسایی نیستند محاسبه شده است. نتایج این تحقیق همچنین میزان اثرگذاری پارامترهای درزه ای مانند زاویه اصطکاک و زاویه دیپ را بر رفتار توده سنگی بیان می کند.

یکی از روشهای رایج در پایدارسازی موقت دیواره گودبرداری های عمیق به دلیل سهولت های اجرایی فراوان آن، روش میخکوبی است. با توجه به گسترش روزافزون آن در داخل کشور ارائه طرحی اقتصادی منجر به صرفه جویی عمده در مصالح مصرفی می شود. پارامترهای دخیل در طراحی گودبرداری ها به روش میخکوبی عبارتنداز: مشخصات مکانیکی خاک، مقاومت سطح تماس دوغاب تزریق و چال حفاری، فواصل افقی و قائم میخ ها، طول میخها، ضخامت و مقاومت پوشش شاتکریت و توری فلزی از یک طرف، و تغییر مکان مجاز دیواره و ضرایب اطمینان پایداری کلی و پایداری داخلی میخ بر اساس آیین نامه انتخابی از طرف دیگر. با توجه به تعدد پارامترهای موثر در طرح خصوصا برای خاکهای ناهمگن، وجود یک ابزار سیستماتیک برای انتخاب طرح بهینه به لحاظ اقتصادی بسیار ارزشمند است. به منظور مدلسازی بهتر و هدفمند بودن ترتیب مدلسازی ها، با توجه به اینکه در مطالعات قبلی انجام شده در سطح ملی و بین المللی، مبنای تغییر طرح مدلسازی ها برای تعیین بهترین شرایط از طریق روش سعی و خطا بوده است، در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روشی سیستماتیک، بهینه سازی طراحی سیستم میخکوبی انجام شود. روش مورد استفاده در تحقیق حاضر، روش پیشنهادی دکتر تاگوچی می باشد. در این روش که یکی از روش های فاکتوریلی جزئی می باشد، ترکیبات مشخصی از سطوح هر یک از فاکتورهای تعریف شده در قالب طراحی آزمایشات (doe)، ایجاد می شوند. این روش قادر به بررسی آثار عمده تأثیر هر یک از فاکتورها، تداخل بین فاکتورهای مختلف و پیش بینی ترکیب بهینه از بین تمام آزمایشات ممکن (فاکتوریل کامل) است. در این تحقیق 5 فاکتور عمده موثر در هزینه تمام شده یک پروژه میخکوبی در نظر گرفته شده اند. با توجه به بررسی های انجام شده، فاکتور فاصله افقی میخها بیشترین اهمیت نسبی و قطر چال حفاری کمترین تأثیر را در بهبود معیار کیفیت بهینه دارد. همچنین شرایط بهینه پیشنهادی توسط روش تاگوچی، مطابقت بسیار خوبی را با آزمایش تأیید در شرایط بهینه از خود نشان می دهد. تحلیلها با استفاده از نرم افزار المان محدود v8.5 plaxis انجام شد. نتایج نشان داد که طرح بهینه حاصل از روش تاگوچی بسته به نوع لایه بندی خاک می تواند تا حدود 17درصد نسبت به طرحهایی که طراحان به صورت عرف ممکن است انتخاب نمایند، اقتصادی تر باشد.

یکی از مسائل مهم و درعین حال پیچیده در مهندسی سنگ، تخمین دقیق پارامترهای رفتاری توده سنگ در مقیاس پروژه مورد بررسی می باشد. اگرچه روشهایی در مکانیک سنگ همچون استفاده از شاخص مقاومت زمین شناسی (gsi) وجود دارند که بوسیله آنها می توان از پارامترهای سنگ سالم در مقیاس کوچک و با توجه به وضعیت درزه داری و کیفیت درزه ها به پارامترهای توده-سنگ دست یافت ولی بعضا خطاهای موجود اعتبار این روشها را مخدوش می کنند. یکی از روشهای کارا و درعین حال دقیق برای تعیین پارامترهای توده سنگ، استفاده از نتایج ابزار دقیق برای سازه در حال اجرا و بکارگیری روش تحلیل برگشتی می باشد. با این حال به دلیل تعدد پارامترهای حاکم بر رفتار توده سنگ کاربرد روشهای معمول تحلیل برگشتی ممکن است رسیدن به نتایج مطلوب را امکان پذیر نسازد. در این تحقیق هدف استفاده از روش تاگوچی برای انجام یک سری تحلیل های پارامتریک سیستماتیک است که به وسیله آن می توان تخمین واقعی تری از همه پارامترهای توده-سنگ ارائه داد. از آنجایی که تعیین پارامترهای توده سنگ اطراف مغار سیاه بیشه که شامل لایه های متنوعی از ماسه سنگ، شیل قرمز و لای سنگ می باشد، در زمان طراحی از چالش های مهم مهندسین پروژه بوده است، مقرر شد تا روش تاگوچی در این پروژه مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به اینکه در پروژه مغار سیاه بیشه نتایج ابزار دقیق نسبتا کاملی وجود دارد، این پروژه برای انجام تحلیل انتخاب گردید. سد و نیروگاه تلمبه ذخیره ای سیاه بیشه در فاصله 125 کیلومتری شمال تهران در مسیر جاده چالوس در حال احداث می باشد. سازه مغار نیروگاه به طول 4/131 متر و ارتفاع 5/42 متر و عرض 5/24 متر می باشد و ابزارهای دقیق مورد استفاده شامل کشیدگی سنج ، نیرو سنج و همگرا سنج می باشد که در مراحل مختلف نصب و در فواصل زمانی معین قرائت می-گردند. همچنین به دلیل اینکه طبق مطالعات انجام گرفته مدل سخت شونده با اثر کرنشهای کوچک (hss) نتایج بسیار مطلوبی را مخصوصا در پروژه هایی مثل تونل که باربرداری نقش مهمی در آنها دارد، به دست داده است لذا در تحقیق حاضر از این مدل برای تحلیل ها استفاده شده و پارامترهای آن برای مغار تعیین می گردد. نتایج نشان می دهند که تغییر مکان های به دست آمده از این روش همخوانی خوبی با مقادیر اندازه گیری شده دارند که این امر نشان دهنده درستی مدل ساخته شده و دقت روش تاگوچی می باشد.

برای بیان رفتار مصالح مهندسی از مدل های رفتاری متفاوتی استفاده می شود .طبق تعریف، سنگ های نرم به لحاظ مقاومتی، حد واسط خاک ها و سنگ های سخت هستند و برای خاک ها از مدل رفتاری سخت شونده بطور متداولی استفاده شده است. مدل خاک سخت شونده، یک مدل پیشرفته برای شبیه سازی رفتار انواع مختلف خاک های سخت و نرم است. با توجه به این که مطالعات انجام شده بیشتر روی رفتار مکانیکی سنگ های سخت متمرکز بوده و مطالعات کمی در مورد سنگ های نرم انجام شده است، بنابراین در این تحقیق این نوع سنگ بررسی شد. به عنوان مطالعه ی موردی سد سیاه بیشه انتخاب و نمونه هایی از مغار و ساختگاه این سد گرفته شد و آزمایش های سه محوری به دو روش، تک محوری، بارنقطه ای، تعیین rqd، پتروگرافی و برخی از آزمایش‎ های فیزیکی دیگر روی آن ها صورت گرفت. از آزمایش های انجام گرفته برخی از پارامترهای سنگ نرم مانند چگالی، نسبت تخلخل، مدول الاستیسیته، ضریب پواسون و برخی پارامترهای مدل سخت شونده سنگ نرم به دست آمد. در نهایت نتایج این آزمایش ها با مطالعات دیگری که بر روی این سد انجام شده بود مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. مطالعه ی حاضر بصورت آزمایشگاهی(کوچک مقیاس) انجام شد و پارامترهای چسبندگی، اصطکاک، مقاومت فشاری تک محوری، مدول های الاستیسیته ، پارامتر مدول سکانتی سخت شونده بدست آمد.

با توجه به توسعه ی کاربرد و استفاده از سنگدانه های سبک مصنوعی در صنایع مختلف و بخصوص در حوزه عمران، از یک طرف تعیین خواص این سنگدانه ها و از طرف دیگر شناسایی چگونگی دستیابی به سنگدانه هایی با مقاومت بزرگتر و وزن پایین تر اهمیت ویژه ای دارد. در حال حاضر دو نوع سبک دانه مصنوعی سازه ای در کشور تولید می شود، لیکا، از رس انبساط پذیر به روش فرآیند تر و لیاپور، از شیل انبساط پذیر به روش فرآیند خشک در داخل کوره گردان افقی تولید می شوند. عمده تفاوت تولید این دو نوع سبک دانه در روش گندوله سازی آنها می باشد. در این تحقیق ابتدا با ترکیب مطالعات آزمایشگاهی و روش های همگن سازی به تعیین خواص ارتجاعی دانه های لیاپور پرداخته شد. در بحث همگن سازی بر اساس معکوس روش دیفرانسیلی و با فرض کروی بودن دانه ها و در نظر گرفتن حل اشلبی در این مورد، از روابط دیفرانسیلی ارائه شده توسط مکلاگین استفاده شد. برای اطمینان از صحت نتایج هم خواص ارتجاعی استاتیکی و هم دینامیکی و هم تغییر نوع ماتریس انتخابی مورد بررسی قرار گرفت. پس از تعیین این خواص و مقایسه خواص لیاپور با سبک دانه های لیکا سازه ای و معمولی، سعی به برقراری ارتباط بین خواص ارتجاعی سبک دانه ها با سایر آزمایش ها مکانیکی مربوط به سنگدانه ها شد. در مرحله بعد به بررسی تفاوت های لیکا و لیاپور با توجه به خصوصیات شیمیایی محصول نهایی پرداخته شد. نتایج آزمایش ها بیانگر کاهش خطی مدول ارتجاعی نسبت به افزایش قطر دانه های لیاپور است. به طوری که دانه های با قطر متوسط 11.1 میلی متر، دارای مدول ارتجاعی gpa 8.6 و دانه های با قطر متوسط 7.9 میلی متر، دارای مدول ارتجاعی gpa 18.3، در ماتریس ماسه و سیمانی انتخابی نقش ناخالصی تضعیف کننده و دانه های با قطر متوسط 4.9 میلی متر، دارای مدول ارتجاعی gpa 23.9، نقش ناخالصی تقویت کننده را دارند. همچنین متوسط ضریب پوآسون بدست آمده برای دانه های لیاپور 0.24 تعیین شد. در برقراری ارتباط بین مدول ارتجاعی سبک دانه ها با سایر خصوصیات مقاومتی شان، مدول ارتجاعی سبک دانه ها با مقاومت خردشدگی و ارزش ده درصد ریزتر ارتباط خطی و با ارزش ضربه ای ارتباط نمایی دارد. همچنین می توان روابطی به صورت نمایی یا خطی برای ارتباط مدول ارتجاعی دانه ها با وزن مخصوص دانه ای و اندازه دانه ها ارائه داد. یکی دیگر از نتایج بدست آمده از این تحقیق، مقدار سرعت موج طولی و برشی در دانه های لیاپور می باشد که به طور متوسط به ترتیب 4150 و2350 متر بر ثانیه اندازه گیری شد.

تونل ها در برابر زلزله از درجه ی ایمنی بالاتری نسبت به سازه های سطحی برخوردارند، لیکن حتی سطح پایینی از خسارت می تواند بر عملکرد آنها تأثیرگذار باشد. برخی از زلزله های اخیر مانند کوبه، چی چی و نیگاتا، به دلیل خسارات زیاد به تونل ها نشان دادند که این سازه ها نیز همواره تحت مخاطرات ناشی از وقوع زلزله می باشند. همچنین این خسارات لرزه ای نشان دادند که بیشتر تونل ها در مجاورت گسل احداث شده اند. حرکات زمین در نزدیک گسل شامل جابجایی دینامیکی ناشی از عبور امواج لرزه ای و جابجایی دائمی ناشی از یک لغزش استاتیکی می باشد. ویژگی های حرکت زمین در مجاورت گسل متفاوت از ویژگی های دور از گسل می باشند. حرکت در نزدیکی گسل می تواند شدید و دارای پالس های با پریود طولانی و تحت تأثیر مکانیزم های گسیختگی و جهت انتشار آن نسبت به محل و جابجایی دائمی زمین ناشی از لغزش گسل باشد. این دو پدیده ی آخر به ترتیب به اثرات جهت گیری گسیختگی و گام پرش اشاره دارند. در تحقیق حاضر، تغییر شکل و نیروهای داخلی لاینینگ، تحت دو اثر از زلزله نزدیک گسل شامل جابجایی دائمی ناشی از لغزش گسل و حرکات دینامیکی نزدیک گسل ناشی از اثرات جهت گیری گسیختگی، در دو حالت مجزا و با عملکرد مشترک به روش عددی در محیط خاک مطالعه شده است. تحت اثر لغزش دائمی گسل، نتایج نشان می دهند که مکانیزم گسل، بزرگای زلزله، و موقعیت تونل همگی اثرات قابل ملاحظه ای را بر نیروی های داخلی، جابجایی، و اعوجاج برشی مقطع تونل می گذارند. اثر گسل های معکوس بر نیروهای داخلی لاینینگ تونل بیشتر از گسل های نرمال می باشد. به استثنای بزرگاهای زلزله بزرگتر و یا برابر با 7 ریشتر، جابجایی مقطع تونل تحت اثر گسل معکوس بزرگتر از گسل نرمال است. تحت اثر گسل نرمال، اعوجاج برشی بوجود آمده برای مقطع تونل های واقع در بخش محرک گسل (hanging wall) بیشتر از آنهایی است که در بخش ثابت گسل (footwall) قرار گرفته اند، در حالیکه برای گسل معکوس، خلاف نتیجه مذکور می باشد. همچنین، فاصله ایمن تونل از نوک گسل به ازای تمام زوایای شیب گسل، تحت گسل نرمال کمتر از گسل معکوس است. زمانیکه تونل تحت اثر مشترک لغزش و زلزله های نزدیک به گسل می باشد، مشخصه هایی مانند شدت پالس، پریود موثر پالس، و محتوای فرکانسی از جمله ویژگی های موثر از حرکات پالسی شکل زمین می باشند که بر پاسخ نهایی لاینینگ تونل تاثیرگذارند. بر مبنای نتایج بدست آمده از اثر تحریک لرزه ای اولیه و اعمال جابجایی های دائمی پس از آن ناشی از لغزش گسل، در زلزله های با بیشینه شتاب زمین پایین (کمتر از g35/0)، نوع پالس بیشترین تاثیر را بر پاسخ نهایی لاینینگ تونل دارد که این به دلیل خصوصیات حرکات رفت و برگشتی در حرکات پالسی شکل می باشد. برای زلزله های با بیشینه شتاب زمین بالا (بزرگتر از g7/0) و به ازای مقادیر بزرگی از پارامترهای نزدیک گسل، هر دو عوامل نوع و پریود پالس بر پاسخ نهایی موثر می باشند. همچنین، برای بیشینه شتاب زمین به بزرگی g35/0، جابجایی نهایی مقطع تونل کاهش می یابد، درحالیکه برای زلزله های با بیشینه شتاب زمین به بزرگی g7/0 و g1، جابجایی نهایی مقطع افزایش می یابد که در نتیجه افزایش تنش و به دنبال آن افزایش کرنش های پلاستیک در خاک می باشد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

روش های مختلفی که برای محاسبه فشار دینامیکی خاک بر روی دیوارهای حائل استفاده می شوند اطلاعات مفیدی در خصوص بارهای لرزه ای وارد بر دیوارهای حائل می دهند. کارآیی این دیوار ها بعد از زلزله مقدار زیادی به تغییر شکل های آنها در خلال زلزله بستگی دارد. در حالیکه تغییر شکل های بزرگ در بعضی دیوارها ممکن است قابل قبول باشد، در بعضی دیگر تغییر شکل های بسیار کوچک تر باعث گسیختگی دیوار می گردند. بنابراین تحلیل هایی که تغییر شکل های دائمی دیوار را در نظر می گیرند ممکن است شاخص مفید تری از عملکرد دیوار به دست دهند. در این تحقیق ابتدا اصول روش های تغییر مکان های محدود که بر اساس تحلیل حالت حدی با اتکاء به تئوری بلوک لغزشی نیومارک می باشد، در طراحی لرزه ای دیوارهای حائل وزنی مورد بررسی قرار می گیرد. در این روش به دیوار اجازه داده می شود که تا حد مشخصی جابجا شود. در نتیجه نیروهای دینامیکی ناشی از زلزله که بر دیوار وارد می شوند به نسبت حالتی که دیوار ثابت است کاهش یافته و لذا وزن مورد نیاز برای دیوار نیز کاهش خواهند یافت. از آنجا که استفاده از این روش مستلزم تعیین دو ضریب av , aa و نیز مقدار تغییر مکان مجاز دیوار است، با بررسی شرایط لرزه خیزی ایران و جمع آوری داده های به روز شده شتاب نگاری کشور و فیلتر کردن و تصحیح کردن آنها با کمک نرم افزار seismosignal و استفاده از تغییرمکان مجاز، ضرایب مورد نیاز جهت تعیین kh (ضریب شتاب افقی زلزله) تعیین می شوند. در نهایت یک نقشه پهنه بندی از av , aa برای کشور ایران ارائه می شود که با استفاده از آن و تعیین تغییرمکان مجاز مورد نظر می توان ضریب لرزه ای را برای طراحی دیوار حائل وزنی در هر نقطه از کشور به دست آورد.

بتن به عنوان یکی از ترکیباتی که برای ساخت سازه های بتنی در پروژه های عمرانی از آن استفاده می شود، از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. مواد و مصالح تشکیل دهنده بتن شامل سیمان، سنگدانه، آب و مواد افزودنی است که کارایی، مقاومت و سایر خصوصیات بتن تابع مواد تشکیل دهنده آن می باشد. سنگدانه ها سه چهارم حجم بتن را تشکیل می دهند. سنگدانه ها نه تنها در مقاومت بتن موثرند، بلکه دوام و پایداری بتن تا حد زیادی تحت تاثیر آنها قرار دارد. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر نوع (جنس) و خواص سنگدانه بر خصوصیات مکانیکی بتن، سنگ هایی از معادن مختلف انتخاب و سپس برای ساخت بتن مورد استفاده قرار گرفته است . به طور کلی نمونه هایی از گروه سنگ های آذرین، رسوبی و دگرگونی انتخاب شده که شامل آندزیت، بازالت، گرانیت، گنایس، آهک، لوماشل، ماسه سنگ، دولومیت، توف و دیوریت می باشد. در ابتدا خصوصیات شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی سنگ های انتخاب شده در آزمایشگاه تعیین شده است. در مرحله بعد، مصالح موجود به سنگدانه هایی در اندازه شن و ماسه خرد شده و برخی از خصوصیات سنگدانه ها مثل زبری، حجم فضای خالی بین دانه ها، شکل دانه ها و دانه بندی آنها نیز تعیین گردید. سپس با استفاده از طرح اختلاط یکسان از سنگدانه های موجود بتن تهیه و خصوصیات مکانیکی بتن بعد از گذشت 7، 28 و 90 روز اندازه گیری شد. نتایج آزمایش ها نشان داد، که جنس سنگدانه ها تاثیر بسزایی بر خصوصیات مقاومتی بتن دارد. به طور کلی سنگدانه هایی که بتوانند پیوستگی فیزیکی و شیمیایی خوبی با خمیر سیمان برقرار کنند، بتن مقاومتری را می سازند. بنابراین چسبندگی بین سنگدانه و خمیر سیمان نقش عمده ای در خواص مقاومتی بتن دارد. در مرحله بعد برای اندازه گیری کمی مقاومت فصل مشترک سنگدانه و خمیر سیمان، آزمایش ساده ای پیشنهاد و نمونه هایی نیز به همین منظور ساخته شد. سپس با استفاده از ادوات تهیه شده برای این آزمایش، مقاومت پیوندی بین سنگدانه ها و خمیر سیمان اندازه گیری شده است. در انتها مشخص گردید که از بین سنگدانه های به کار رفته برای ساخت بتن در این تحقیق، به ترتیب سنگدانه های آهکی، دولومیتی، توفی، گرانیتی، گنایسی، بازالتی، آندزیتی، لوماشلی، ماسه سنگی و دیوریتی دارای خواص مطلوبی از نظر مقاومت و چسبندگی با خمیر سیمان برای استفاده در بتن می باشند.

یکی از مشکلات بزرگی که طراحان سازه های مهندسی موجود در سنگ با آن روبرو هستند، تعیین پارامترهای رفتاری توده سنگ است. یکی از پارامترهای مهم بر رفتار توده سنگ در تمام حالت های رفتاری اعم از ارتجاعی و خمیری، مدول تغییر شکل پذیری است. بطوریکه هر جا بحث تغییرشکل یا عملکرد این سازه ها مطرح می شود، تعیین این پارامتر ارتباط مستقیم با ایمنی و اقتصاد پروژه پیدا می کند. در سازه های ژئوتکنیکی نیز چگونگی نشست در تعیین پایداری یا ناپایداری سازه موثر است. ناپیوستگی ها و حفرات موجود در توده سنگ تأثیر بسزایی در پارامترهای رفتاری آن از جمله کاهش مدول تغییر شکل پذیری دارند. روابط متعددی در تأثیر درزه ها بر کاهش مدول تغییر شکل پذیری موجود است. اما برای حفرات بزرگ مقیاس به طور معمول چنین روابطی وجود ندارد. یکی از روشهای مطالعه رفتار سنگ، ساخت مدلهای فیزیکی می باشد. در این روش هر چه شرایط مدل به نمونه واقعی در طبیعت نزدیکتر باشد، شبیه سازی رفتار توده سنگ واقعی بهتر صورت گرفته است. در این تحقیق به منظور مطالعه میزان تأثیر تخلخل بر مدول تغییر شکل پذیری توده سنگ و نیز مقاومت تک محوری، پس از مطالعه تئوریک (روش میکرومکانیک) از مدلسازی آزمایشگاهی و عددی استفاده شده است. در مدلسازی آزمایشگاهی به منظور ایجاد حفرات توده سنگ در مدلهای فیزیکی، از دانه های کروی فوم با سختی و مقاومت ناچیز (در مقابل مصالحی مثل بتن و گچ)، استفاده شده است. برای مطالعه میزان تأثیر حفرات بر روی پارامترهای مکانیکی، نمونه هایی متخلخل از جنس گچ و بتن با درصدهای مختلف بین صفر تا 50 درصد وزنی از گرانول های کروی فوم با قطر 4 و 6 میلیمتر ساخته شد. سپس بر روی آنها آزمایش تک محوری انجام شد که نتایج آنها مورد بررسی قرار گرفت. طبق مشاهده های انجام شده، نتایج بدست آمده برای هر دو نوع مصالح با هم سازگار بوده و در همه نمونه های مورد نظر میزان مقاومت تک محوری و مدول تغییر شکل پذیری با افزایش درصد حفرات بصورت نمایی کاهش می یابد. بر اساس این نتایج با افزایش اندازه حفرات از 4 میلیمتر به 6 میلیمتر، میزان کاهش مقاومت تک محوری کمتر از 5 درصد و برای مدول تغییر شکل پذیری زیر 10 درصد می باشد. همچنین میزان کاهش مقاومت تک محوری در نمونه های گچی نسبت به نمونه های بتنی، کمتر از 10 درصد بوده در حالیکه این اختلاف برای مدول تغییر شکل پذیری به 20 درصد هم می رسد. در قسمت بعد، نمونه های متخلخل با توزیع یکنواخت و درصدهای مختلف حفرات کروی به قطرهای 6، 8 و 10 میلیمتر در نرم افزار اجزاء محدود abaqus مدلسازی شد. نتایج تحلیل های عددی تطابق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی داشت و در کلیه موارد نتایج دو روش کمتر از 10 درصد با هم اختلاف داشتند. در پایان نیز مقایسه ای بین نتایج هر دو روش با نظریه های میکرومکانیک انجام شد که سازگاری بسیار خوبی بین نتایج مشاهده گردید.

کاربرد شمع در سازه ها، دارای طیف کاربردی بسیار گسترده ای است که از موارد استفاده آنها می توان به پی ساختمان های بلند ساخته شده در زمین های سست، پی پل ها، پی اسکله ها و ... اشاره کرد. شمع ها در واقع ستون های لاغری هستند که خاک اطراف آنها به صورت تکیه گاه جانبی عمل می کند. شمع هایی که از لایه های خاک روانگرا عبور می کنند در اثر روانگرایی حاصل از زلزله، نیروی جانبی کمتری به آنها وارد می شود. در این حالت شمع می تواند همانند ستون حمایت نشده مستعد ناپایداری محوری قرار گیرد. این ناپایداری می تواند باعث کمانش جانبی شمع در جهت ضعیف تر و ایجاد مفصل پلاستیک شود. علاوه بر اهمیت بالای سازه هایی که در آنها از شمع استفاده می شود، تا کنون موارد زیادی از گسیختگی شمع ها در اثر زلزله و روانگرایی یک لایه خاک گزارش شده در حالی که این شمع ها بر پایه آیین نامه های موجود از قبیل jra و nehrp طراحی شده بودند. لذا به نظر می رسد رفتار این گونه شمع ها و روش تحلیل آنها به طور کامل شناخته شده نیست. بنابراین در این تحقیق با ارائه یک روش کاربردی جهت ارزیابی کمانشی شمع ها در خاک های لایه ای، روابطی برای محاسبه طول موثر شمع در خاک های روانگرا ارائه می شود که به وسیله آن می توان با در اختیار داشتن سختی شمع و خاک و نیز ضخامت لایه روانگرا، نیروی کمانشی شمع را بدست آورد. همچنین با مدل سازی محیط پیوسته شمع و خاک به روش اجزا محدود به بررسی رفتار غیرخطی شمع و خاک پرداخته می شود. به طور مثال تغییراتی که در اثر رفتار غیرخطی شمع در منحنی های p-y بوجود می آید و نیز چگونگی مدل سازی روانگرایی در نرم افزار در حالت سه بعدی و بررسی تأثیر لاغری بر پایداری شمع در خاک های روانگرا برخی از نتایج حاصل از مدل سازی محیط پیوسته است.

مطالعه پایداری لرزه ای، تخمین پتانسیل روانگرایی خاک ها در طی زلزله و پیش بینی خسارات احتمالی آن بر سازه های مهم واقع بر آنها، در کنار مطالعه روش های کاهش این مخاطرات، یکی از موضوعات مهم در مهندسی ژئوتکنیک لرزه ای است که مستقیماً دارای منافع اقتصادی و در عین حال ایمنی، برای کشورهای لرزه خیز می باشد. روانگرایی از سال 1964 به بعد، پس از زلزله های نیگاتای ژاپن و گودفرایدی آلاسکا، سبب توجه مهندسین ژئوتکنیک گردید و کوشش اولیه برای تفسیر پدیده روانگرایی توسط کاساگرانده انجام شد . وقوع این پدیده در مصالح آبرفتی در تعدادی از زلزله های کشورمان، ایران، از جمله زلزله منجیل در سال 1369، نشان از قابلیت اینگونه مصالح، جهت روانگرا شدن در طی زلزله می باشد. در اجرای سدهای خاکی، پس از ارزیابی پی و مواجهه با مشکلاتی نظیر عدم تراکم لایه ها و روانگرایی، با برداشت لایه های آبرفتی، سد بر پی سنگی مستقر می گردد. اگر چه این کار در مورد سدهای بزرگ منطقی است اما در سدهای کوچک خاکی که خصوصاً در ساختگاه های آبرفتی مشکل دار عمیق احداث می شوند، می تواند منجر به صرف هزینه های هنگفت و یا غیراقتصادی شدن و در نتیجه توقف طرح گردد. در عوض می توان با روش های اصلاحی، مخاطرات روانگرایی را در مصالح آبرفتی کاهش داده و سد را بر روی آنها بنا نهاد. با در نظر گرفتن اهداف مطروحه، استفاده از روش هایی جهت پیش بینی رفتار مصالح آبرفتی، ضروری است. با اینحال، معمولاً در ارزیابی پتانسیل روانگرایی، بدلیل دشواری در تعیین پارامترهای واقعی مصالح پی و مشکل مدل سازی شرایط تنش برجا، از روشهای تجربی و یا ساده شده استفاده می شود. اولین بار سید و ادریس در سال 1970، یک روش ساده شده را ارائه دادند که بوسیله آن خطر روانگرایی با ارائه یک ضریب ایمنی که در آن بارگذاری زلزله در نظر گرفته می شد، بیان می گردید. اینگونه روش ها که بر مبنای تحلیل تنش کل قرار دارند، بخوبی نمی توانند طبیعت رفتار محیط دو فاز خاک و آب را که در فرآیند تولید فشار آب حفره ای اضافی در مصالح دانه ای، تحت بار سیکلی، می تواند به روانگرایی بینجامد، پیش بینی کنند. محدودیت این روش های ساده شده، توسط مطالعات موردی روی نمونه های واقعی و مدلهای فیزیکی کوچک مقیاس به اثبات رسیده است. نگرش جدید در مطالعه عددی روانگرایی، استفاده از تحلیل های دینامیکی غیرخطی با در نظر گرفتن رفتار متقابل هیدرومکانیکی و مدل خاک برپایه تنش موثر می باشد که تولید فشار آب حفره ای را در فرآیند بارگذاری- باربرداری سیکلی شبیه سازی نماید. در این پایان نامه، روانگرایی پی آبرفتی یک سد خاکی نوعی، در دو شرایط ژئوتکنیکی متفاوت، با استفاده از مدل رفتاری فین به همراه برنامه تفاضل محدود دو بعدی فلک، نسخه شماره 5، به روش تحلیل غیرخطی، مطالعه و تأثیر احتمالی احداث سد در پتانسیل روانگرایی پی آبرفتی و متقابلاً تأثیر روانگرایی پی بر عملکرد لرزه ای بدنه سد، بررسی گردیده است. در نظر گرفتن عواملی نظیر مدول برشی برجای اولیه، تغییر مدول برشی با کرنش برشی، ایجاد و محو همزمان فشار آب حفره ای، تغییرات تنش نرمال متوسط موثر، میرایی هیسترتیک و سخت شدگی در محاسبه پاسخ لایه های ماسه ای اشباع در هنگام وقوع زلزله و درنظرگرفتن تأثیرات ساخت، تحلیل شبکه جریان و اعمال زلزله به روش دینامیکی، مبانی و پیش فرضهای تحقیق حاضراست. نتایج این مطالعات با نتایج تحلیل دینامیکی سد خاکی مستقر بر پی سنگی مقایسه شده است. هم چنین در این پژوهش، روش های اصلاح و بهسازی پی های آبرفتی، نظیر تزریق، لرزه شناوری، لرزه شناوری توأم با احداث ستون شنی، زهکشی برای کاهش مخاطرات روانگرایی مورد ارزیابی عددی و اقتصادی قرار گرفته تا راهکارهای ایمن و اقتصادی احداث سدهای خاکی کوچک در پی های آبرفتی عمیق، شناسایی گردد. نتایج حاصل، نشان می دهد که احداث سد، بسته به مشخصات ژئوتکنیکی و عمق استقرار لایه های پی آبرفتی و تراز شتاب بیشینه اعمالی، به دلیل ایجاد سربار ماندگار می تواند منجر به افزایش تراکم نسبی، تنش موثر و مدول برشی و کاهش متناظر کرنش برشی و فشار آب حفره ای، در پی آبرفتی گردد. کاهش یا محو پتانسیل روانگرایی در برخی از نقاط پی آبرفتی از این تأثیر، حاصل می گردد. ارزیابی نتایج مطالعات نشان می دهد که می توان با روش های اصلاحی، مخاطرات روانگرایی را در مصالح آبرفتی کاهش داده و در چارچوب یک طرح اقتصادی، سدهای کوچک خاکی را در ساختگاه های آبرفتی اصلاح شده، احداث نمود.