به منظور حفاظت از لوله های مدفون متعلق به شریانهای حیاتی (لوله های انتقال آب، فاضلاب، گاز و...) در بارگذاری های استاتیکی و دینامیکی و کاهش میزان خسارت وارد بر آنها باید روشهای طراحی مناسبی را استفاده نمود. مسلم است که پایه گذاری روشهای طراحی مناسب جهت حفظ لوله نیازمند شناخت رفتار اندرکنشی خاک- لوله، عملکرد سیستم مرکب خاک- لوله و عوامل موثر بر آن به هنگام اعمال بارهای وارده می باشد. به منظور نیل به این شناخت، انجام یک تحلیل عددی مناسب بر روی یک مدل فیزیکی، ضروری می باشدکه بتواند بارهای دینامیکی را روی لوله مدل کند. از آنجا که روش اجزا محدود با موفقیت نسبتا قابل قبولی برای مطالعه بسیاری از مسائل ژئومکانیک بکار رفته، جهت تحلیل عددی موردنظر از برنامه abaqus6.8-1 که یک برنامه اجزاء محدود سه بعدی می باشد، استفاده شده است. این روش مزایای زیادی در پیدا کردن توزیع تنش و تغییر شکل نسبی در محیط خاک و سازه دارد و اطلاعات زیادی در خصوص مسائل اندرکنش خاک- لوله ارائه می دهد. استفاده از این روش در صورت انتخاب مدل مناسب برای خاک و لوله، با تعیین دقیق و مناسب پارامترهای موردنیاز مدل، در کنار نتایج آزمایشگاهی امکان دستیابی به کلیه اطلاعات پراکنده در خصوص عمق دفن مناسب و میزان قوس زدگی و.. در محیط موردنظررا فراهم آورده است. همچنین در بررسی های موردی اثر خروج از مرکزیت بار، اثر شرایط مرزی صلب، اثر شدت بار سیکلی و استفاده از دو لوله بجای تک لوله مورد بررسی قرار گرفته است.

چکیده : یکی از مسائل مهم در علم ژئوتکنیک تغییر حجم خاکهای غیر اشباع، تحت تنش ثابت در اثر افزایش رطوبت می باشد. در طبیعت خاکهایی یافت می شوند که تحت تنش ثابت با افزایش درصد رطوبت کاهش حجم بسیار زیادی از خود نشان می دهند. این خاکها به خاکهای رمبنده موسومند. در این تحقیق سعی شده است تا به وسیله پارامترهای مکانیکی موثر بر رمبندگی خاک از جمله میزان رطوبت اولیه، وزن مخصوص خشک، اختلاف درصد وزنی رس و ماسه و دامنه خمیری، معیاری فراگیر جهت بدست آوردن پتانسیل رمبندگی خاک رس کرمان با دقت بسیار خوبی ارائه گردد. بدین منظور خاک رسی محدوده شهر کرمان مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج 84 آزمایش تحکیم مضاعف در 28 نقطه شهر کرمان در اعماق متغیر 5 تا 25 متری همراه با دیگر پارامترهای موثر گرداوری شد. نتایج تحلیل های آماری نشان دهنده تأثیر پارامترهائی در پتانسیل رمبندگی خاک می باشد که قبلأ مورد بررسی دقیق قرار نگرفته اند. مقایسه معیار ارائه شده با معیارهای قبلی نشان دهنده دقت بالا، کاربرد آسان در موارد عملی و مطابقت با مشاهدات آزمایشگاهی این معیار دارد. کلمات کلیدی: پتانسیل رمبندگی، تغییر حجم، خاکهای غیر اشباع، خاک کرمان.

یکی از مهمترین مباحث ژئوتکنیک لرزه ای، پدیده روانگرایی می باشدکه اثرات مخرب ناشی از این پدیده، اهمیت شناخت دقیق ترین روش ارزیابی پتانسیل روانگرایی را برای یک منطقه دلخواه نشان می دهد. روش های ارزیابی پتانسیل روانگرایی در خاک های ماسه ای، عموما بر اساس تحلیل قطعی می باشند، که در طراحی بر این اساس معمولا تغییرات مقاومت خاک و بارهای ناشی از زلزله نادیده گرفته می شوند. مضافا اینکه در استفاده از این روش ها، ارتباط دقیق بین احتمال وقوع روانگرایی و ضریب اطمینان امکان پذیر نمی باشد. استفاده از تحلیل آماری و آنالیز اعتمادپذیری می تواند بعنوان راه حلی جهت فائق آمدن به این مشکل باشد. روش های اعتمادپذیری مورد استفاده در ارزیابی روانگرایی، معمولا روش هایی نظیر گشتاور دوم مرتبه اول، تخمین نقطه ای و گشتاور دوم مرتبه اول پیشرفته می باشند. استفاده از فرضیات ساده کننده و تخمین های عددی تحمیلی توسط این روش ها، دقت مسئله را تا حدودی کاهش می دهد. یکی دیگر از روش های اعتماد پذیری، شبیه سازی مونت کارلو است که بر خلاف سایر روش ها، از فرض ساده کننده ای استفاده نمی نماید. در این مطالعه، با مقایسه نتایج حاصل از روش های مختلف اعتمادپذیری، دقت این روش ها مورد بررسی قرار گرفته است. برای نیل به این هدف، به عنوان مطالعه موردی، پروفیل های مختلفی از خاک شهرهای بندر عباس، بابلسر و چند منطقه از کشور ترکیه، مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین با توجه به وقوع زلزله در سال 1999 در کشور ترکیه که با روانگرایی در بسیاری از مناطق این کشور همراه بوده است، پهنه بندی خطر وقوع روانگرایی در این منطقه با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو صورت گرفته و با مشاهدات میدانی موجود مقایسه شده است.

تجربیات گذشته نشان می دهد که خاک زیر پی بر روی رفتار دینامیکی سازه تاثیر می گذارد. پاسخ دینامیکی سازه حین لرزه های اعمالی، تابعی از نوع خاک زیر شالوده بوده، لذا بدون در نظر گرفتن تاثیر آن نمی توان تخمین واقع گرایانه ای از نیروهای اعمالی زلزله بر سازه داشت. همچنین خصوصیات محلی خاک مانند جنس خاک، لایه ای بودن خاک و نیز تغییرات عمق لایه از عوامل موثر بر رفتار لرزه ای سازه می باشد که باید مورد بررسی قرار گرفته و نیز در تحلیل سازه لحاظ گردد. بنابراین بنظر می رسد بررسی رفتار لرزه ای سازه بدون لحاظ نمودن اثر خاک منجر به نتایج واقعی نخواهد شد . تحقیق حاضر به منظور محاسبه عمق بحرانی در خاکهای لایه ای به روش غیر خطی و مقایسه نتایج حاصله با آیین نامه 2800 صورت گرفته است. عمق بحرانی عمقی است که سرعت موج برشی در خاک تا آن عمق ملاک تقسیم بندی نوع زمین در آیین نامه 2800 می باشد. در این راستا پروفیل خاک لایه ای متشکل از سه لایه با جنس های متفاوت در نظر گرفته شده است. که با تغییر در ضخامت و ترتیب قرارگیری آنها 6 حالت کلی بوجود آمده است. در هر یک از حالات کلی عمقی (ضخامتی) از خاک که منجر به بیشینه شدن ضریب تشدید می گردد به عنوان عمق بحرانی آن حالت خاص معرفی گردیده است. در نهایت طیف بازتاب جهت پروفیل خاک مورد نظر در مساله با رویکردی متفاوت نسبت به کارهای قبلی محاسبه و با استاندارد 2800 مقایسه شده است. در پایان با بررسی حالات مختلف می توان دریافت که عمق بحرانی که در آیین نامه 2800 ایران ملاک تقسیم بندی نوع زمین می باشد، همیشه 30 متر نیست و با تغییر در ضخامت لایه ها و ترتیب و توالی آنها، تغییر می کند. این تفاوتها نه تنها به علت لایه لایه بودن خاک می باشد بلکه به علت فرض واقعی تر رفتار غیرخطی خاک در تحقیق حاضر ایجاد شده است. بنابراین جهت آنالیز و طراحی سازه ها پیشنهاد می گردد با مطالعه شرایط خاک محلی، طیف بازتاب ویژه ای مد نظر قرار گیرد تا مفاهیم ایمنی و اقتصادی بودن طرح عملی گردد.

خاک ها کهن ترین مصالح ساختمانی هستند و بخش وسیعی از سطح زمین را پوشانده اند، اما ضعف مقاومت برشی و عدم مقاومت کششی خاک همواره از معضلاتی بوده که مهندسین ژئوتکنیک با آن مواجه بوده اند. یکی از روش هایی که اخیراً بطور وسیع برای اصلاح خاک های مسئله دار مورد استفاده قرار می گیرد، ستون های سنگی می-باشد. در کشور ما ایران، به دلیل رشد صنعت ساختمان سازی در شهرها، قیمت زمین ها افزایش یافته و مکان های مناسب برای ساختمان سازی کاهش یافته است. در نتیجه ناگزیر در بسیاری از مناطق ساختمان ها بر روی خاک-های ریزدانه سست احداث می شوند. اصلاح این نوع خاک ها با روش های مرسوم بسیار پرهزینه بوده و اقتصادی نمی باشد. به همین منظور استفاده از ستون های سنگی با توجه به در دسترس بودن مصالح مورد نیاز با هزینه بسیارکم، ساخت آسان و کارآیی مناسب، می تواند اقتصادی باشد. ستون های سنگی موجب افزایش مقاومت خاک-های سست شده و نشست بوجود آمده در اثر اعمال بار ناشی از احداث ساختمان را کاهش می دهند. استفاده از ژئوسینتتیک ها در بالا بردن ظرفیت باربری زمین های مسئله دار از مقوله هائی است که در سال های اخیر مورد توجه خاص محققین دست اندرکار قرار گرفته است. در این پایان نامه با استفاده از المان های محدود تاثیر ستون های سنگی مسلح شده با قفسه ژئوگرید بر روی ظرفیت باربری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و با ستون های غیر مسلح مقایسه گردیده است. نتایج نشان داده است که با افزایش سختی قفسه، تنش های جانبی منتقل شده به خاک احاطه کننده و کمانش شعاعی ستون کاهش یافته است. این موضوع نشان داده است که ظرفیت باربری ستون های مسلح نسبت به ستون های غیر مسلح افزایش یافته و کاهش نشست قابل توجهی در مقایسه با ستون-های غیر مسلح مشاهده شده است.

با افزایش جمعیت و به دنبال آن توسعه مناطق شهری، نیاز روزافزون به سیستم های مدرن حمل و نقل مورد توجه قرار گرفت. یکی از بهترین روش ها برای حل این معضل، که در دهه های اخیر در گوشه کنار دنیا به سرعت جای خود را باز کرده، قطار شهری زیرزمینی یا همان مترو است. روش های متنوعی جهت حفر تونل های مترو متناسب با شرایط زمین مورد استفاده قرار می گیرد، که روش های مکانیزه حفاری با استفاده از دستگاه های تونلزنی تمام مقطع از آن جمله اند. نکته مهمی که باید در حفاری این تونل ها مورد توجه قرار گیرد، آن است که عبور تونل ها از زیر مناطق شهری، ممکن است موجب بروز خساراتی حتی در حد بحرانی، به سازه های سطحی شود. بدین منظور تلاش هایی انجام گرفته تا بتوان از ریزش احتمالی جبهه کار حفاری، با اعمال فشارمناسب به سینه کار از طریق سیال حفاری، جلوگیری کرد. ضمن آن که پدیده نشست ناشی از حفاری نیز بررسی شده، تا مبادا نشست های روی داده باعث بروز خسارت بر روی سازه های سطحی و زیرسطحی بالای تونل شود. در این تحقیق تلاش شد تا ضمن بیان روشهای تحلیلی و تجربی در تعیین فشار سینه کار و مقدار نشست و استفاده از آن ها در تعیین فشار مناسب سینه کار و مقدار نشست به صورت موردی در موقعیت های مختلف تونل خط هفت متروی تهران، مدل هایی عددی نیز با استفاده از نرم افزار plaxis 3d tunnel در دو موقعیت از مسیر تونل ساخته و نتایج آن مورد تحلیل قرار گیرد، که نتایج به دست آمده از مدلسازی، مطابقت مناسبی با نتایج حاصل از روش های تئوری و تجربی داشتند.

اغلب آسیب های ناشی از زلزله در سازه ها به سبب بی نظمی در پلان آن هاست. پاسخ پیچشی سازه ها در برابر زلزله متأثر از توزیع نامتقارن جرم و سختی می باشد. علاوه بر آن عوامل دیگری که سنجش و پیش بینی آن ها چندان ساده نمی باشد نیز در پاسخ پیچشی اثرگذار می باشند. سختی و جرم اعضای غیر سازه ای که در تحلیل لحاظ نگردیده، توزیع ناشناخته و نامتقارن بارهای زنده، انعطاف پذیری شالوده، مولفه ی دورانی زمین و ... از جمله ی این عوامل می باشند. از اینرو پیچش به دو قسمت دینامیکی (ناشی از عدم تطابق مرکز جرم و مرکز سختی) و تصادفی (ناشی از سایر عوامل) تقسیم می گردد. به منظور بررسی اثر انعطاف پذیری شالوده و عبور امواج بر پاسخ پیچشی سازه، یک سیستم ایده آل شده متشکل از یک سازه ی یک طبقه ی نامتقارن در دو راستا به همراه پی آن واقع بر روی نیم فضـای همگن الاستیک خاک، انتخاب گردیده و مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان داده است که لحاظ نمودن اندرکنش سبب افزایش پیچش در سازه های واقع بر بستر نرم می گردد. افزایش نسبت خروج از مرکزیت استاتیکی در سازه (ey/ex) ، افزایش زاویه ی برخورد امواج به سازه و کاهش نسبت جرمی شالوده به سازه، سبب افزایش خروج از مرکزیت و افزایش عمق دفن شالوده، سبب کاهش خروج از مرکزیت می گردند.

تحلیل پاسخ دینامیکی لایه های زمین از اهمیت بسزایی در ژئوتکنیک لرزه ای برخوردار است. تحلیل پاسخ زمین جهت پیش بینی حرکات زمین و تدوین طیف پاسخ طرح به منظور تعیین تنش ها و کرنش های دینامیکی برای ارزیابی خطرات روانگرایی و محاسبه نیرو های ناشی از زلزله که می تواند سبب ناپایداری زمین و سازه های احداثی گردد، به کار رود. در این تحقیق روش نوینی برای تحلیل غیرخطی پاسخ زمین برای یک توده خاک چند لایه ارائه شده است. روش جدید بر اساس روش ترکیبی حوزه زمان- فرکانس بوده که روندی غیر تکراری داشته و از ریاضیات ماتریسی بهره گرفته شده است. در این روش معادله حرکت در فضای فرکانسی حل و رفتار غیرخطی خاک در فضای زمان در نظر گرفته شده است. این روش بدلیل بهره گیری از مزایای روش های بر پایه زمان و فرکانس، بسیار موثر بوده و قابلیت بکارگیری پارامتر های وابسته به زمان و فرکانس خاک را بطور همزمان دارد. روش پیشنهادی قادر به پیش بینی قابل قبول حرکات سطح زمین بوده و نتایج منطقی تری نسبت به نرم افزار های shake و nera بدست می دهد. از دیگر روش های تحلیل پاسخ زمین، روش استفاده از توابع انتقال می باشد که این روش به دلیل استفاده صرف از تبدیل فوریه و نقایصی که تبدیل فوریه بطور ذاتی در خود دارد بطور صحیح قادر به پیش بینی حرکات زمین نمی باشد. لذا این روش توسط روش تجزیه سازی چند مرحله ای موجکی بهینه و بهبود یافته است. که نتایج این روش دارای دقت بیشتری نسبت به روش قدیمی بوده و در مقایسه با داده های اندازه گیری شده در سایت منطقی تر و قابل قبول تر می باشند. در حال حاضر بهترین ابزار جهت تحلیل زمان- فرکانس امواج زلزله توابع موجکی می باشند اما انتخاب موجک مناسب کار ساده ای نبوده و معمولا از طریق سعی و خطا انتخاب می شود. علاوه بر این برای تحلیل زلزله های گوناگون معمولا یک موجک انتخاب می گردد و توجهی به خصوصیات و مشخصات زلزله نظیر بزرگی زلزله نمی شود. چنانچه موجکی بر اساس خصوصیات موج زلزله بکار رفته ساخته شود نتایج دقیق تر و موثر تری در روند تحلیل زمان- فرکانس بدست می آید. در این تحقیق برای هر رکورد زلزله تابع موجکی جدیدی معرفی شده است که به کمک روش تجزیه چند بعدی امواج زلزله بدست آمده است. موجک های جدید در تحلیل زمان- فرکانس امواج زلزله بسیار موثر بوده و در مقایسه با موجک های متداولی نظیر موجک دابیچیز2 حساسیت بیشتری به فرکانس های پایین و سرعت بیشتری در تجزیه امواج دارد.

تاکنون مطالعات بسیاری در زمینه ی تحلیل پایداری شیروانی های خاکی به روش سه بعدی و نیز تشخیص سطوح محتمل گسیختگی و همچنین برآورد ضرایب اطمینان مربوط به آنها انجام شده است. اما در اکثر مطالعات مسئله ی شیروانی های متقارن بیشتر مورد توجه قرار گرفته و عموماً جهت لغزش توده ی در حال گسیختگی، از پیش فرض می گردد. در این پایان نامه برنامه ای در محیط matlab نوشته شده که در ابتدا سطح محتمل گسیختگی شیروانی خاکی را در حالت سه بعدی با استفاده از روش برنامه ریزی غیرخطی و در نظر گرفتن معادلات تعادل محاسبه می کند و سپس با توجه به نقطه ی شروع گسیختگی و با کمک روش استریوگرافیک جهت لغزش واقعی شیب بدست می آید. جهت لغزش بدست آمده با جهت لغزش فرضی اولیه مقایسه می گردد و در صورت عدم تطابق، با توجه به جهت لغزش بدست آمده محاسبات قبل تکرار شده و کنترل مجدد صورت می پذیرد. روند تکرار آنقدر ادامه می یابد تا تفاوت بین جهت لغزش بدست آمده و فرضی در محدوده ی خطای قابل اغماض قرار گیرد. در روش پیشنهادی خطای مربوط به، از پیش فرض کردن جهت لغزش از بین می رود و نیازی به جابجایی و دوران محورهای مختصات نمی باشد، در نتیجه ضریب اطمینان حداقل که متناظر با سطح لغزش بحرانیست با دقت و سرعت بالاتری نسبت به روشهای ارائه شده قبلی بدست می آید و بخصوص در مورد شیبهای نامتقارن دارای مزیت نسبی می باشد. دقت روش پیشنهادی با حل مسائل مختلف از شیروانی های متقارن و نامتقارن و مقایسه ی آنها با مسائل ارائه شده توسط محققان دیگر نشان داده شده است.

چکیده : احداث سازه ها بر روی شیب های شیروانی مسلح، سبب می شود تا این شیب ها به عنوان بستری برای فونداسیون سازه ها، عمل نمایند.کلیه ی مطالعات تئوری انجام شده ی گذشته پیرامون بررسی رفتار دینامیکی فونداسیون واقع بر شیب، به روش شبه استاتیکی بوده است. در این تحقیق یک فونداسیون نواری بر روی شیب شیروانی مسلح شده با ژئوگرید مورد مطالعه قرارگرفته است. به منظور بررسی نشست دینامیکی فونداسیون واقع بر شیب شیروانی مسلح، تحت اثر رکوردهای مختلف شتاب زلزله، از نرم افزار flac 2d استفاده گردیده است. لذا، نشست دینامیکی فونداسیون تحت تأثیر پارامترهای بارگذاری لرزه ای، مانند بزرگا (m)، شتاب ماکزیمم (pga) و مدت زمان پایه ی زلزله (td)، همچنین هندسه ی شیب، مشخصات خاک و فاصله ی ژئوگریدها، با درنظرگرفتن میرایی خاک و مسلح کننده، به روش تحلیل دینامیکی مورد مطالعه قرارگرفته است. نتایج حاصله نشان می دهدکه افزایش مدت زمان پایه ی زلزله، بیش از سایر پارامترهای بارگذاری لرزه ای، در افزایش نشست دینامیکی فونداسیون موثر بوده، و کاهش ارتفاع شیب شیروانی، و فاصله ی ژئوگرید ها نسبت به هم نیز، در کاهش این نشست نقش داشته است. همچنین افزایش مدول الاستیسیته خاک تأثیر چندانی در کاهش نشست دینامیکی نهایی فونداسیون نداشته است، لذا می توان گفت که سهم عمده ی نشست نهایی فونداسیون، تحت اثر بار زلزله نشست های غیرالاستیک می باشند. کلید واژه: نشست دینامیکی، فونداسیون نواری، شیب شیروانی مسلح، رکورد شتاب زلزله، نرم افزار flac 2d

در این تحقیق، تحلیل غیرخطی پاسخ لرزه ای زمین با بهره گیری از روشی موسوم به قطعه قطعه-کردن دامنه زمان (segmentation) مورد بحث قرار می گیرد. این روش در حل موسوم به حل در حوزه ی ترکیبی فرکانس- زمان و برای سیستم لایه های خاک با یک درجه آزادی به کار می رود. در این روش با بهره گیری از تبدیل گسسته ی فوریه بر روی رکورد شتاب ورودی و اعمال اضافه بار مجازی در هر قطعه ی زمانی و نیز تصحیح ضرایب سختی و میرایی در معادله ی حرکت، سعی شده است همگرایی پاسخ غیرخطی در هر قطعه از زمان و در تمامی لایه های توده ی خاک با تکرار عملیات حاصل گردد. روش مورد بحث با ادامه ی حل معادلات در قطعه ی بعدی در دامنه ی زمان ادامه یافته و با تکرار آن پروسه ی تحلیل در کل دامنه ی زمان تکمیل می گردد. از روش ارائه شده در این تحقیق می توان جهت تحلیل سیستم های توده ی خاک دارای میرایی های ویسکوز، هیسترزیس و نیز خواص میرایی وابسته به فرکانس استفاده نمود. بحث روی نتایج حاصل از این تحقیق بطور مبسوط در ادامه ارائه گردیده است.

در این پایان نامه با استفاده از تئوری آنالیز ابعادی و همچنین دسترسی به نتایج آزمایشگاهی سه محوری سیکلی روی مخلوط خاک و خرده لاستیک روابطی در محدوده تست های آزمایشگاهی جهت پیش بینی مدول برشی، کرنش برشی و نسبت میرایی معرفی شده است. نتایج نشان می دهد که برای شناخت رفتار دینامیکی اینگونه خاکها، نیاز به انجام تستهای زیادی که در هر نوبت یک کمیت مشخص بایستی تغییر کند، نمی باشد. همچنین با معرفی پارامتر تخلخل معادل مبتنی بر تخلخل خاک و خرده لاستیک روابط مدول برشی ماکزیمم و کرنش مرجع محاسبه شده اند. از نتایج چنین بر می آید که محاسبه روابط مذکور با استفاده از پارامتر تخلخل معادل انطباق به مراتب بهتری بر معادله هیپربولیک کلاسیک دارد. رابطه میرایی مبتنی بر معادله هیپربولیک کلاسیک معرفی شده و به شرایط آزمایشگاهی با بکارگیری تئوری آنالیز ابعادی ارتباط داده شده است علاوه بر انطباق کامل رابطه بر معادله هییربولیک اصلاح شده سبب درگیر کردن تعداد بیشتر پارامترهای آزمایشگاهی در معادله شده و همچنین تعداد پارامترهای انطباقی معادله هیپربولیک اصلاح شده از 5 به 2 کاهش داده شده است. در نهایت پاسخ میدان آزاد زمین تحت نیروی زلزله های مختلف برای لایه سطحی با در نظر گرفتن منحنی های مدول برشی و ضریب میرایی بدست آمده از روابط معرفی شده، با استفاده از برنامه deepsoil محاسبه شده است. نتایج حاکی از آن است که لایه سطحی دارای درصد خرده لاستیک بیشتر در فشار محصوری متفاوت کرنش های برشی در آن افزایش می یابد. این مسئله برای لایه سطحی دارای سختی کمتر در فشار محصوری ثابت نیز صادق می باشد.

چکیده: تحلیل پاسخ دینامیکی لایه های زمین از اهمیت بسزایی در ژئوتکنیک لرزه ای برخوردار است. تحلیلهای پاسخ زمین جهت پیش بینی حرکات سطح زمین و تدوین طیف پاسخ طرح به منظور تعیین تنشها و کرنشهای دینامیکی برای ارزیابی خطرات روانگرایی، و محاسبه نیروهای ناشی از زلزله که می تواند سبب ناپایداری زمین و سازه های حائل گردد، بکار می روند. عموما تحلیل پاسخ لرزه ای زمین بدون توجه به سربار موجود، هیچ ساختمان و یا سازه های سنگین بررسی می شود. اما از آنجا که امواج زلزله به مناطقی از سطح زمین که بر روی آن سربارهایی وجود دارد، نیزگسیل می شود لذا در این تحقیق، هدف اصلی بر لحاظ کردن اثرات سربار و یا اجرام بر تحلیل پاسخ زمین تعریف می گردد. با توجه به نقایص آشکار روش خطی معادل منجمله تکرارهای تصادفی و نه چندان هدفدار آن وهمچنین برآورد ابهام آمیز تنش ها وکرنش های موثر از روی پیک یک شتابنگاشت زلزله و از طرفی آنالیز با روشهای عددی در حوزه زمان مشتمل بر تکرار ها وصرف زمان زیاد می باشند، لذا زمینه ارائه روش دقیق تر ومنطقی تررا در این تحقیق فراهم ساخته است. در این تحقیق برای تحلیل پاسخ زمین در خاک های لایه ای از روش ترکیبی فرکانس- زمان(hybrid frequency time domain) استفاده می شود. در این روش بعلت سادگی حل معادله حرکت در فضای فرکانس پاسخ سیستم در این فضا محاسبه ولی تحلیل غیر خطی آن در فضای زمان صورت می پذیرد. لذا از روند تکرار مبتنی بر روش معروف نیوتن-رافسون پیشرونده جهت نیل به همگرایی و بصورت جهت دار و با تعقیب از منحنی های رفتاری سختی و میرایی خاک بهره گرفته شده است. به همین منظور برنامه ای در محیط برنامه matlab نوشته شده است ونتایج با نرم افزار deep soil در حالت فاقد سربار با روشهای متداول خطی و غیرخطی مقایسه گردیده است. تأثیر سربار در تعادل دینامیکی و حل معادلات مربوطه منظور گردیده، و به تدوین طیف پاسخ، پاسخ دینامیکی سطح زمین و مقایسه روش خطی و غیرخطی در شرایط مختلف و زلزله های گوناگون پرداخته شده است. در این تحقیق همچنین تأثیر پارامترهای هندسی، فیزیکی و مکانیکی خاک بر توابع تبدیل به طور مجزا مورد ارزیابی قرار گرفته است.

استفاده از پی های عمیق یکی از راهکارهای طراحان، جهت انتقال بار سازه به اعماق مقاوم تر زمین می باشد. این نوع پی ها به دلیل ساختار فیزیکی خود ، در بین انواع پی ها بیشترین سطح تماس جانبی را با لایه های خاک را دارند. خاک اطراف پی های عمیق نقش بسیار مهمی را در رفتار این نوع پی ها دارد. یکی از مشکلات محتمل برای خاک اطراف شمع ، وقوع روانگرایی در آن می باشد و سوابق تاریخی نشان داده است که این پدیده می تواند صدمات شدیدی را به سازه های ساخت بشر از جمله این نوع پی ها وارد کند. ارزیابی پاسخ شمع جهت طراحی در محل هایی که پتانسیل روانگرایی دارند برای مهندسین مکانیک خاک بسیار مفید است. در این پایان نامه،جهت بهبود معلومات رایج پاسخ شمع، تحت اثرات پارامترهای مختلف خاک ، سازه و زلزله، پاسخ لرزه ای شمع در خاک های روانگرا به روش تفاضلات محدود با فرمولاسیون همبسته سه بعدی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاصل از بررسی های حاضر نشان دهنده نقش موثر این پارامترها در اندرکنش سینماتیک شمع و خاک و اندرکنش اینرسی سازه- شمع-خاک در چنین مکان هایی می باشد. طبق این نتایج، شمع های مدفون در چنین خاک های لایه ای، در دو ناحیه ی محل اتصال شمع به سازه و بین دو لایه ، متحمل لنگر خمشی و تنش های زیادی می شوند که مقدار قطر شمع، دامنه بارگذاری ، سربار موجود و رطوبت خاک در آن موثر است.

پدیده ی روانگرایی یکی از علل اصلی خرابی سازه ها در خلال زلزله می باشد. وقوع زلزله های شدید باعث کاهش شدید یا از بین رفتن کامل مقاومت برشی خاک های ماسه ای در اثر افزایش فشار آب حفره ای می گردد، به این پدیـــده روانگرایی اطلاق می گردد. طی سالیان متمادی تلاش های زیادی جهت ارزیابی پتانسیل وقوع و یا عدم وقوع این رویداد انجام شده است. یکی از معروفترین روش ها، روش تنش سیکـــلی می باشد که در آن تنش های ایجاد شده در خاک در اثر زلزله با مقاومت سیکلی خاک که از نتایج آزمایشگاهی به دست می آید، مقایسه می گردد و بر این اساس ضریب اطمینان در مقابل روانگرایی تعیین می شود. جهت ایجاد امکان مقایسه بین بارهای نامنظم و تصادفی زلزله با بارهای هارمونیک و منظم وارد شده به نمونه ی خاک در آزمایشگاه، نیروهای ارتعاشی زلزله با یک سری سیکل های معادل که اثر مخربی برابر با بارهای زلزله داشته باشند معادل سازی می شوند.روش هایی که جهت برآورد تعداد سیکل های معادل زلزله به کار برده می شوند، عموماً فقط تابع بزرگی و شتاب ماکزیمم زلزلـه می باشند و در آنها از تمامی تاریخچه شتاب- زمان استفاده نمی شود و مضافاً اثر پارامترهایی چون فرکانس در آن ها در نظر گرفته نشده است. در این تحقیق جهت برآورد تعداد سیکل های معادل زلزله جهت ارزیابی روانگرایی روشی بر مبنای معیار شدت آریاس و با استفاده از آنالیز غیر خطی زلزله ارائه شده است که از کل نمودار تاریخچه شتاب-زمان استفاده شده است و اثر فرکانس( غالب و تعداد عبور صفر) را در نظر می گیرد، همچنین نشان داده شده است که نتایج به دست آمده با استفاده از فرکانس غالب سازگاری بیشتری با نتایج به دست آمده توسط آقای سیـــد دارند.

ستون های سنگی یکی از روش های بهسازی خاک می باشد که در سالهای اخیر در نهشته های سست و خاک های ریزدانه مورد استفاده قرار گرفته است. این روش مبتنی بر تعویض 15 الی 35 درصد حجم خاک نامرغوب با مصالح مرغوب می باشد. در این پایان نامه ابتدا با بکارگیری تئوری تحلیل ابعادی کمیت های تاثیرگذار بر ستون سنگی بی بعد می شود سپس نمودار اثر مقیاس ظرفیت باربری و ضریب عکس العمل بستر خاک مسلح شده با ستون سنگی بدست می آید. نتایج نشان می دهد که در مدل های با مقیاس خیلی کوچک، تشابه لازم بین نمونه های آزمایشگاهی و واقعی وجود نداشته و نمی توان از نتایج مدل های خیلی کوچک استفاده کرد. همچنین نشان داده شده است که نتایج مدل های فیزیکی از اثر مرز تاثیر می پذیرند. ستون های سنگی تحت بار فشاری به طرق مختلفی در خاک های چسبنده و همگن گسیخته می شوند. انبساط جانبی یکی از این نوع خرابی است که بعلت عدم حمایت نیروی جانبی کافی خاک اطراف از ستون سنگی می باشد. در این تحقیق ناحیه گسیختگی اطراف ستون سنگی بررسی شده و روشی برای افزایش ظرفیت باربری آن ارائه شده است.

تاکنون مطالعات بسیاری در زمینه تحلیل پایداری شیروانی های خاکی با استفاده از روش تعادل حدی در حالت سه بعدی و سطوح محتمل گسیختگی و ضرایب اطمینان مربوط به آنها صورت گرفته است، اما در بیشتر این مطالعات شیروانی ها متقارن، از اثرات جهت لغزش و همچنین نیروهای زلزله صرفنظر می شود . در این پایان نامه از روش اجز ا محدود برای بررسی پایداری شیروانی های خاکی سه بعدی نامتقارن استفاده شده است، روش اجزا محدود به دلیل توانایی تجزیه و تحلیل بسیاری از مسائل پیچیده، در سالهای اخیر، بسیار رایج شده است.یکی از نرم افزارهای موجود در حوزه اجزامحدود، نرم افزار abaqus می باشد. اما در این نرم افزار به صورت مستقیم، نمی توان به بررسی پایداری و مقدار ضریب اطمینان شیروانی های خاکی پرداخت. روشی که در تعیین مقدار ضریب اطمینان در حوزه اجزا محدود برای تعیین مقدار ضریب اطمینان مورد استفاده قرار می گیرد، روش کاهش مقاومت برشی است. اساس کار این روش، کاهش دادن مقادیر پارامترهای مقاومتی خاک تا رسیدن به حالت گسیختگی است. در نرم افزار abaqus برای اعمال این روش، از تکنیکی به نام اعمال دما در کاهش پارامترهای مقاومتی خاک که اولین بار در سال 2009 ارائه شده است، استفاده می شود . در این تکنیک از تغییرات درجه حرارت برای کاهش پارامترهای مقاومت برشی خاک و در نهایت بدست آوردن مقدار ضریب اطمینان استفاده می شود . در انتها، در این پایان نامه تلاش شده است که با مدلسازی و تحلیل شیروانی های خاکی در نرم افزار abaqus ، اثر عدم تقارن شیب، جهت لغزش و همچنین اثر نیروهای ناشی از زلزله(بارگذاری لرزه ای) بر پایداری شیروانی های خاکی مطالعه گردد.

رفتار پی گسترده متکی بر شمع اغلب در خاک های رسی و لایه ای تحت پارامترهای مختلف طراحی در اثر بارگذاری قائم مورد بررسی قرار گرفته است.ولی تاثیر پارامترهای طراحی روی رفتار پی گسترده متکی بر شمع تحت بارگذاری دینامیکی در خاک ماسه ای بررسی نشده است. این پایان نامه سعی دارد تا رفتار پی گسترده متکی بر شمع را در اثر بارگذاری دینامیکی تحت پارامترهای مختلف طراحی مثل ضخامت شالوده گسترده،طول شمع ، قطر شمع در خاک ماسه ای خشک با تراکم متوسط مورد بررسی قرار دهد تا کاستی های تحقیقات گذشته را تکمیل کند و گام موثری در طراحی هر چه دقیق تر فونداسیون برداشته باشد. وقتی فونداسیون تحت بارگذاری دینامیکی قرار میگیرد با افزایش ضخامت،صلبیت رادیه در محل تماس رادیه و شمع افزایش پیدا کرده که منجربه افزایش باربری رادیه و شمع میگردد. با افزایش ضخامت، نشست تفاضلی رادیه بشدت کاهش پیدا می کند ولی نشست کلی تغییر چشمگیری نمیکند چون در ضخامت کم،رادیه رفتار منعطف از خود نشان می دهد و نشست خاک در زیر رادیه غیر یکنواخت می باشد که با افزایش صلبیت رادیه، نشست به صورت یکنواخت تبدیل شده و سرانجام باعث کاهش نشست تفاضلی می گردد..با افزایش ضخامت،بدلیل افزایش صلبیت و فشار زیر رادیه،و بخاطر اینکه نیروی بیشتری به خاک وارد میشود لنگر خمشی در طول رادیه کاهش می یابد.با تغییر طول و قطر شمع تحت بارگذاری دینامیکی، نیروی برشی و لنگر خمشی در طول شمع به صورت موج های سینوسی در طول شمع در حال تغییر می باشند چون در اثر بارگذاری دینامیکی، شمع بدلیل سختی بیشتر نسبت به خاک،دارای جابجایی بیشتری است که باعث ایجاد لنگر خمشی و نیروی برشی در طول شمع میگردد. با افزایش طول و قطر شمع، نیروی محوری شمع ها و تغییر شکل محوری در طول شمع ها بدلیل اینکه زلزله به صورت افقی وارد میشود تغییر چشمگیری ندارند.

چکیده پدیده روانگرایی یکی از علل اصلی خرابی سازه ها در خلال زلزله می باشد. طی سالیان متمادی تلاش های زیادی جهت ارزیابی پتانسیل وقوع و یا عدم وقوع این پدیده انجام شده است. یکی از روش های ارائه شده، روش تنش سیکـــلی می باشد که در آن تنش های ایجاد شده در خاک در اثر زلزله با مقاومت سیکلی بدست آمده از نتایج آزمایشگاهی، مقایسه می گردد و بر این اساس ضریب اطمینان در مقابل روانگرایی تعیین می شود. جهت ایجاد امکان مقایسه بین بارهای نامنظم ناشی از زلزله با بارهای هارمونیک و منظم وارد شده به نمونه ی خاک در آزمایشگاه، نیروهای ارتعاشی نامنظم زلزله با یک سری سیکل های معادل که اثری معادل با بارهای زلزله داشته باشند، شبیه سازی می شوند. تعداد سیکل های معادل زلزله به بزرگای زلزله و مدت حرکات نیرومند زمین بستگی دارد که خود می تواند معرف قدرت تخریب زلزله باشد. از طرفی مدت حرکات نیرومند زمین را می توان بر حسب پارامتر های حرکت زمین از جمله بزرگای زمین لرزه بیان نمود. برآورد سیکل های معادل زلزله با روش های متنوعی که توسط محققین مختلف ارائه شده است صورت می پذیرد. همچنین تاکنون روش های متعددی برای تعریف مدت موثر زلزله ارائه گردیده است. مضافاً محققان مختلفی درباره احتمال وجود رابطه بین مدت زمان زلزله و تعداد سیکل های معادل، بررسی هایی با هدف دستیابی به یک فرمول روشن جهت ارتباط این دو پارامتر انجام داده اند اما نتایج مطلوبی مشاهده نشده است. با توجه به ارتباط بین بزرگای زلزله، مدت حرکات نیرومند زمین و تعداد سیکل های معادل، این تحقیق به بررسی چگونگی ارتباط بین مدت زمان زلزله و تعداد سیکل های معادل برآورد شده از طریق روش های آمــاری می پردازد. در این تحقیق سعی شده تا با بررسی کار های قبلی روشی کامل تر جهت بررسی این ارتباط مورد استفاده قرار گیرد. همان طور که در نتایج مشاهده می شود، میزان همبستگی روابط با وارد کردن پارامتر فاصله از منبع، به میزان چشم گیری افزایش می یابد و باعث معنی دار شدن روند تغییر داده ها می گردد. نتایج بدست آمده تا حد قابل قبولی کارایی این رابطه را روشن می سازد. در انتها نتایج بدست آمده در این تحقیق مورد بحث و بررسی، و مقایسه قرار می گیرد. کلمات کلیدی: تعداد سیکل های معادل، مدت زمان حرکات نیرومند زمین، بزرگای زلزله، فاصله از منبع زلزله.

ایران از نظر لرزه خیزی در منطقه فعال لرزه ای جهان قرار دارد و در برابر زمین لرزه بسیار آسیب پذیر می باشد. بنابراین بررسی آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای سازه های رو زمینی و زیر زمینی اهمیت خاصی پیدا می کنند، که در این بین بررسی آسیب پذیری سامانه های خطوط لوله مدفون به عنوان یکی از شریان های حیاتی اهمیت خود را نمایان می سازد. در این پژوهش جهت بررسی آسیب پذیری دو مسئله مد نظر قرار گرفته است مسئله اول مربوط به پروفیل خاک (خاک دانه ای، خاک ریزدانه) و مسئله دوم مربوط به عمق لوله مدفون می باشد که مدلسازی ترکیبی از این دو تیپ خواهد بود. مکانیزم رفتار لرزه ای لوله مدفون با استفاده از نرم افزارflac2d و آیین نامه ژاپن (jwwa) در سطح عملکرد و سطح خطر 2475 ساله مورد بررسی قرار می گیرد و میزان تاثیر نوع خاک و عمق لوله هنگام انتشار امواج لرزه ای در قالب تنش، کرنش و جابجایی مشخص خواهد گردید. نتایج حاکی از آن می باشد که با افزایش عمق لوله، مقادیر نیروهای داخلی اعم از لنگر، برش و محوری تغییر آنچنانی پیدا نمی کنند میزان نشست لوله با شدت بیشتری تقلیل پیدا می کند همچنین مقادیر نیروها و نشست ها در پروفیل ماسه ای کمتر از پروفیل رسی می باشد. بنابراین می توان برای لوله مدفون در یک پروفیل خاک، عمق دفن بهینه از لحاظ مقاومتی و اقتصادی معرفی کرد.

بعلت نامعینی های موجود در حل مسائل پایداری شیروانی مانند تغییرپذیری خصوصیات خاک و فرضیات ساده کننده در معادلات تحلیلی روش های مختلف، معمولاً مهندسین با استفاده از روش های قطعی و محاسبه یک عدد بعنوان ضریب اطمینان نمی توانند میزان خطر و ریسک موجود را شناسایی و محاسبه نمایند. اما در روش احتمالاتی چون برای ضریب اطمینان توزیع احتمالاتی بدست می آوریم، می توانیم نسبت به احتمال وقوع ضرایب اطمینان مختلف، قضاوت نموده و احتمال گسیختگی را در هر حالت محاسبه نماییم. بنابراین لزوم رویکرد جامعه مهندسی به انجام تحلیل های احتمالاتی جهت رسیدن به طرح های بهینه و ایمن مشخص می-گردد. خصوصاً وقتی که روش های ساده شبیه سازی کامپیوتری نیز هموار کننده مشکلات حل احتمالاتی مسائل می باشد. یکی از روش های تحلیل احتمالاتی شبیه سازی مونت کارلو می باشد که در تحلیل پایداری شیروانی ها کاربرد دارد. در این تحقیق دو شیروانی یک لایه و دولایه با هندسه مشخص و پارامترهای مقاومتی دارای عدم قطعیت و با توزیع نرمال تعریف شده است. برای پارامترهای مقاومتی خاک 4 گروه انحراف معیار را در نظر گرفته و سپس با استفاده از روش های متداول تعادل حدی و روش شبیه سازی مونت کارلو پایداری شیروانی بررسی شده است. همچنین در این تحقیق ابتدا تعداد شبیه سازی های مورد نیاز برای رسیدن به یک دقت قابل قبول تعیین شد و سپس شاخص اعتماد و احتمال گسیختگی شیروانی که از پارامترهای تحلیل احتمالاتی است مورد بررسی قرار گرفت؛ در مرحله بعد سطح لغزش بحرانی در تحلیل قطعی و احتمالاتی مورد بررسی قرار گرفته است و اثبات شده است که سطح لغزش بحرانی در تحلیل قطعی لزوما سطح لغزش بحرانی در تحلیل احتمالاتی نیست و در نهایت با انجام آنالیز حساسیت میزان وابستگی پایداری یک شیروانی به پارامترهای مقاومتی بررسی شده است؛ همچنین در بحث آنالیز حساسیت، وابستگی پایداری شیروانی به همبستگی پارامترها با اعمال ضرایب همبستگی مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

ویژگیهای مکانیکی توده های سنگی نظیر مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته بواسطه ی وجود درزه ها و ناپیوستگی های سراسری تابع جهت میدان تنشهای موجود می گردد که این وضعیت در اصطلاح، ناهمسانگردی (آنیزوتروپی) نامیده می شود. در گذشته محققین بسیاری مقاومت سنگ های ناهمسانگرد درزه دار را با روشهای گوناگون تحلیلی، تجربی، عددی و اخیراً روشهای هوشمند مورد بررسی قرار داده اند معذالک تا کنون روشی که از دقت مناسبی برخوردار بوده و در عین حال از نظر کاربردی نیز به سهولت قابل استفاده باشد در این زمینه ارائه نشده است. مهمترین هدف تحقیق حاضر دستیابی به روش های دقیق و کاربردی جهت برآورد مقاومت سنگ های ناهمسانگرد درز ه دار است. برای این منظور در نخستین مرحله داده های موجود از متون فنی گردآوری می شوند. با توجه به کمبود داده های تجربی در متون فنی و نیز عدم امکان انجام آزمایشهای تجربی متعدد، داده های تکمیلی با روش مدل سازی عددی پیوسته ی معادل که صحت و دقت نتایج آن به تازگی به اثبات رسیده است تولید می گردند. به منظور صحت سنجی و کنترل نتایج مدلسازی عددی و نیز تکمیل داده های تجربی، آزمایش های سه محوری بر روی نمونه های ناهمسانگرد درزه دار انجام شده اند. با توجه به مشکلات تهیه ی نمونه های طبیعی و عدم امکان کنترل کامل خصوصیات آنها (اعم از مکانیکی و هندسی) ساخت نمونه های ناهمسانگرد مصنوعی در دستور کار قرار دارد. در ادامه معیاری تحلیلی-تجربی جهت برآورد مقاومت سه محوری سنگ های ناهمسانگرد پیشنهاد گردیده و اعتبار پیش بینی های آن از طریق مقایسه با داده های تجربی نشان داده می شود. این معیار ضمن برخورداری از دقت مناسب به لحاظ کاربردی نیز با سهولت بیشتری در مقایسه با معیارهای مشابه قابل استفاده می باشد. در بخش پایانی تحقیق روش های هوشمند مورد استفاده قرار گرفته و با توجه به مسئله ی بهینه سازی پیچیدگی دو روش برای توسعه ی مدل های فازی بهینه پیشنهاد می گردد. مقاومت سه محوری سنگ های ناهمسانگرد با استفاده از این روش ها و نیز داده های گردآوری و تولید شده در مراحل قبلی برآورد می گردد. سپس صحت پیش بینی های حاصله از این روش ها مورد بررسی قرار گرفته و تایید می گردد. همچنین، مقایسه ای بین روش های پیشنهادی انجام گرفته و مزایا و معایب هر یک تشریح می گردند.

یکی از روشهای حفاظت گود میخکوبی خاک است، که‎ ‎از‎ ‎حدود‎ ‎سه‎ ‎ده‎ ‎اخیر‎ ‎آغاز‎ ‎شده‎ ‎و‎ ‎تاکنون‎ ‎نیز‎ ‎به عنوان‎ ‎یک‎ ‎تکنیک‎ ‎برای‎ ‎پایداری‎ ‎ترانشه‎ ‎ها‎ ‎وحفاظت‎ ‎گود‎ ‎با‎ ‎انعطاف‎ ‎پذیری‎ ‎بالا‎ ‎استفاده‎ ‎می‎ ‎گردد. ‎ روشی که امروزه به عنوان روش نوین در میخکوبی خاک به کار میرود، استفاده از میلگرد های gfrp به جای میخ های فولادی است. مزیتهای gfrp شامل مقاومت خوردگی بالا، چگالی پایین، تنش حرارتی پایین و دارای بیشترین سازگاری با سنسورهای فیبر نوری میباشد. با توجه به تحقیقات صورت گرفته میلگردهای gfrp به دلیل مقاومت بیرون کشیدگی بالا عملکرد رضایت بخشی در پایداری دیواره گود داشته است. در این تحقیق به مقایسه عددی عملکرد میلگردهای gfrp با میلگرد فولادی ونیز عملکرد هر یک از انواع مختلف میلگردهای gfrp بر رفتار دیواره های میخکوبی شده از لحاظ حداکثر جابجایی افقی دیواره و نیروی کششی ایجادشده در میخ ها پرداخته شده است، جهت مدل سازی عددی از نرم افزار flac3d استفاده گردید. از طرح عاملی 2^k در طرح مسئله استفاده شده است و رویه های پاسخ مورد نظر تشکیل گردیده اند. و به بهینه یابی عوامل موثر بر پاسخ مور نظر پرداخته شد.

در این تحقیق یک رشته آزمایش بیرون کشی روی چندین شمع بتنی از نوع درجا1 با ابعاد کوچک در خاک های ماسه ای ، انجام شد. با استفاده از نتایج حاصل، منحنی بار – جابجایی شمع ها رسم و به کمک این منحنی ها و با استفاده از روش های تفسیر نتایج، ظرفیت نهایی باربری شمع ها محاسبه و با ظرفیت محاسبه شده از طریق روش های تجربی مقایسه گردید.. نتایج نشان می دهند ظرفیت های اندازه گیری شده بسیار بیشتر از توان باربری حاصل از روش های محاسباتی است. با توجه به گران بودن آزمایشات مقیاس کامل، به نظر می رسد در پروژه های کوچک احتمالاً بتوان نتایج حاصل از آزمایش به روش تحقیق را به شرط خصوصیات یکسان ژئوتکنیکی در همان و یا سایت مشابه به شمع های در مقیاس واقعی تعمیم داد.

در این پایان نامه، مطالعات آزمایشگاهی و عددی در ارتباط با اصلاح خاک های ریزدانه سست با استفاده از ستون سنگی از نوع شفته آهکی و تأثیر استفاده از ماده منبسط کننده به منظور افزایش مقاومت جدار این نوع ستون ها انجام شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از ماده منبسط کننده و الیاف باعث ایجاد رفتار انعطاف پذیر و درگیری بیشتر ستون سنگی با خاک اطراف شده است. همچنین آزمایش فشاری تک محوری بر روی نمونه های شفته آهکی تراکمی، انجام شده و درصد بهینه آهک، رس و الیاف بدست آمده است. آزمایش هایی دیگر بر روی نمونه های مرکب از خاک رس و ستون سنگی شفته آهکی صورت گرفته و تأثیر پارامترهای طول به قطر بهینه، وضعیت قرار گیری ستون در خاک و همچنین تأثیر آهک و الیاف و منبسط کننده بر مقاومت جدار بدست آمده است. نتایج، افزایش قابل توجه مقاومت خاک سست و جدار نمونه ها به علت افزودن ماده منبسط کننده را نشان می دهد. به منظور بررسی رفتار نمونه های مورد مطالعه و مقایسه با داده های آزمایشگاهی و بررسی پارامترهای دیگر که در آزمایشگاه امکان بررسی آن وجود نداشت؛ تحلیل های اجزاء محدود بر روی مدل ها صورت گرفته است. در نهایت بر پایه تئوری شمع ها، روشی برای تعیین مقاومت جانبی این نوع از ستون های سنگی ارائه شده است.

تحلیل پاسخ لرزه ای زمین یکی از مسائل مهم و مورد توجه در مهندسی ژئوتکنیک لرزه ای می باشد. روش های برآورد پاسخ لرزه ای زمین را می توان از دیدگاه های مختلف تقسیم بندی نمود که از دیدگاه ابعاد مدلسازی مسئله می توان به روش های یک بعدی، دو بعدی و حتی سه بعدی و از دیدگاه رفتار مصالح می توان این روش ها را به مقوله ی تحلیل خطی و غیر خطی تقسیم بندی نمود. ساده ترین روش های تحلیل پاسخ لرزه ای زمین مشتمل بر خاک تک لایه همگن بر بستر سنگی است اما حالات واقعی تر می تواند در بر گیرنده ی تعداد لایه های بیشتر باشد. در برآورد پاسخ لرزه ای، هر لایه می تواند همانند یک درجه آزادی داشته باشد و در نتیجه خاکn لایه ای دارای n درجه آزادی می شود. اما از دیدگاه کلی، سیستم خاک چند لایه نیز همانند سازه های با درجه آزادی بیشتر می تواند رفتار یک درجه آزادی معادل داشته باشند برآورد. خصوصیات این سیستم یک درجه آزادی معادل و یا بعبارتی بررسی مشخصات معادل تک لایه برای یک خاکn لایه ای از اهداف این تحقیق می باشد .برهمین اساس با توجه به مفاهیم توابع انتقال در خاک و نیز ضریب تشدید دینامیکی برای سیستم یک درجه آزادی، روابط پیشنهادی سید و ادریس بهبود داده شده است و نتایج بدست آمده نشان از انطباق این روش با روش تابع انتقال دارد. در انتها مشاهده گردید که میرایی رایلی بیشتر متاثر از سختی است و با توجه به ضرایب سختی بدست آمده، میرایی رایلی و میرایی ویسکوز افزایش می یابد و پریود تشدید به عنوان پارامتر موثر در طراحی سازه ها، کاهش می یابد که این کاهش سبب بهینه تر شدن طراحی می گردد.

در این تحقیق پاسخ زمین تحت اثر نیروی زلزله با فرض رفتار غیر خطی خاک ارزیابی شده است. اثرات این رفتار با درنظر گرفتن تغییرات غیر خطی مدول برشی با کرنش برشی ورودی خاک های لایه ای، با ایجاد 102 حالت ساختگاهی لحاظ گردید. ترکیبات در نظر گرفته شده شامل رس و ماسه بوده که علاوه بر دو حالت کلی رس خالص و ماسه خالص، با قرار دادن یک لایه رس درون ماسه و یک لایه ماسه درون رس نسبت به تعریف دو ترکیب دیگر خاک اقدام و سپس در یک مرحله با ثابت فرض کردن فاصله مرکز لایه تا سطح پروفیل خاک و اعمال تغییرات (افزایش) در ضخامت لایه داخلی و در وضعیت دیگر با ثابت درنظر گرفتن ضخامت لایه و ایجاد تغییرات در فاصله مرکز سطح لایه تا سطح پروفیل خاک، تغییرات مدول برشی در این ترکیبات اعمال گردید. الگوی شتاب ورودی پایه، زلزله بم می باشد و از تغییرات وزن مخصوص در عمق و تأثیر سطح آب زیر زمینی چشم پوشی گردیده است. نتایج حاصل از این تحقیق حاکی از آن است که اثرات برشی زلزله ایجاد شده به شدت از ضخامت و موقعیت لایه ها و در نتیجه از تغییرات مدول برشی تأثیر می پذیرد.

چکیده: ?در این تحقیق پاسخ های شتاب در سطح زمین و جابجایی های رخ داده در لایه های خاک در اثر امواج تولید شده در بستر سنگی بررسی گردیده است. تاثیر میزان صلبیت بستر سنگی که می تواند اثری معادل میرایی لایه های خاک داشته باشد و حالاتی متفاوت در مقایسه با بستر سنگی صلب در پاسخ پدید آمده در سطح زمین بوجود آورد، توسط نرم افزارهای چون erra، nera و shake 91 بررسی و تحلیل گردیده است.

در این تحقیق سعی شده است تا اثر تغییرات مکانی مشخصه های عدم قطعیت در فرآیند تحکیم خاکهای نرم بررسی گردد. در تحلیل قابلیت اعتماد فرآیند تحکیم از یک تئوری تحکیم غیر خطی استفاده شده است. که در این تئوری بر خلاف تئوری ترزاقی مشخصات خاک در طول فرآیند تحکیم تغییر کرده و ضریب تحکیم ثابت فرض نمی گردد. برای مدل کردن مشخصه به صورت یک فرآیند تصادفی، از روش حوزه تصادفی استفاده شده و تولید فضای تصادفی با استفاده از روش تقسیمات میانگین موضعی (las) صورت گرفته است.

در این پایان نامه تحلیل لرزه ای ساختمانهای بنایی توسط روش اجزا محدود و با تاکید بر استفاده از ترکیب المانهای محدود و نامحدود انجام گرفته است .اگرچه تلاش قابل ملاحظه ای در گذشته صرف تحلیل دینامیکی این ساختمانها شده است ، ولی در مقابل توجه کمتری به مدلسازی خاک زیر ساختمان و نیز فونداسیون ساختمان بطور مناسب در تحلیل شده است. از آنجاییکه در گذشته مدل سازی منطقی محیط خاک و در نظر داشتن آن در تحلیل یک مشکل بزرگ بوده است در این پایان نامه تکنیک پیوستگی اجزا محدود و نامحدود برای دستیابی به یک مدل بهتری از پی بکار می رود. نرم افزار مورد استفاده قبلا در دیگر مسائل ژئوتکنیکی مانند نوسانات سدها و ارتعاش پی ها بکار رفته است. تاکید اصلی در این پایان نامه بیشتر بررسی پاسخ ساختمان و تمرکز تنش در نقاط مختلف و تاثیر اندازه بازشو ها در مقدار تنش روی دو نوع خاک مختلف می باشد که به برآورد خسارت احتمالی به ساختمانهای آجری در جریان زلزله های نیرومند منتهی می شود.این تحلیل مبتنی بر دامنه فرکانسی است که در آن پاسخ سیستم بر اساس تاثیر بعضی از مقادیر فرکانس غالب زمین لرزه بدست آمده است. از آنجائیکه نرم افزار فوق نرم افزار تجاری نبوده و در دسترس همگان نیست تلاشهای بیشتری برای بهبود قابلیتهای کلی نرم افزار اصلی ‏‎fe‎‏ در این پروژه شده است تا اینکه پیش پردازش و پس پرداز با موفقیت توسط برنامه کامپیوتری انجام شوند.