نیاز به بهبود و اصلاح زمینهای نامناسب و استفاده بهینه از خاکهای موجود رقابت شدیدی بین مهندسین عمران ایجاد کرده است. پراکندگی و گستردگی خاکهای مسئله دار برای ساخت و ساز مشکلات زیادی را مطرح میکنند. تجربه نشان میدهد استفاده از افزودنی هایی مانند سیمان، آهک، خاکستر بادی، قیر و مواد پلیمری باعث بهبود خواص مهندسی این خاکها می شوند. در این تحقیق پارامترهای مختلف ژئوتکنیکی سه نوع خاک مناطق شمالی ایران شامل لس گرگان، رس رشت و ماسه انزلی قبل و بعد از افزودن سیمان با استفاده از تست های آزمایشگاهی از قبیل حدود اتربرگ، تراکم، تک محوری، تحکیم، سه محوری تحکیم یافته زهکشی شده و برش مستقیم بزرگ مقیاس (30*30) مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که افزودن سیمان باعث بهبودکارایی، افزایش دانسیته خشک ماکزیمم و کاهش بسیار زیاد قابلیت فشردگی می شود. همچنین افزایش قابل توجه مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسته مشاهده شده است. نتایج آزمایشات سه محوری نشان میدهد در حالیکه تثبیت با سیمان منجر به بهبود قابل توجه مقاومت برشی می شود، رفتار گسیختگی نمونه ها از حالت نرم به رفتار شکننده تغییر می یابد. آزمایشات برش مستقیم بزرگ مقیاس انجام شده بر روی ماسه نیز بیانگر افزایش قابل ملاحظه در تنش برشی و مدول برشی بوده و به علاوه گسیختگی ترد نمونه های سیمان دار مشاهده شد. همچنین مشاهده می شود که پوش گسیختگی نمونه های سیمان دار به صورت غیرخطی بوده و تئوری هایی از قبیل تئوری گریفیت اصلاح شده و مدل جانسون در حد قابل قبولی رفتار خاک های سیمان دار را تشریح می کنند. در انتها نیز تاثیر پارامترهای جدید بدست آمده در برخی طراحی های ژئوتکنیکی نشان دهنده افزایش توان باربری، افزایش ضریب اطمینان خاکریزها در برابر ناپایداری و کاهش نشست در زیر پی ها می باشد.

از زمانیکه بشر اقدام به بنای ساختمان و بخصوص ساختمانهای بزرگ نموده است، با پدیده نشست در پی ساختمان مواجه بوده است. برای آنالیز و طراحی پی مناسب، محققان بر آن شده اند تا رفتار خاک را به خوبی بشناسند. برای این مهم، توجه خاصی به تخلخل خاک شد که بحث انقباض پذیری نیز خود زایید? این پدیده است. آزمایشهای بسیاری در این مورد انجام گرفت و روابط جالب و کاربردی نیز استخراج گردید. نشست و تراکم پذیری در خاک های ریزدانه از اهمیت خاصی برخوردار است. این نشست و تراکم پذیری می تواند ناشی از انقباض خاک باشد. روشی که معمولاً جهت تعیین پارامترهای مربوط به انقباض مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از آزمایش حدانقباض و همچنین آزمایش حدوداتربرگ است. این آزمایشها معمولاً روی نمونه های دست نخورده و دست خورده انجام می شوند. پارامترهای مختلفی با استفاده از این آزمایشها بدست می آیند که یکی از مهمترین آنها تخلخل خاک است. پارامتر تخلخل با استفاده از آزمایش حدانقباض بدست می آید. از پارامتر تخلخل جهت محاسبه تراکم پذیری در خاک استفاده می شود. آزمایش حدانقباض آزمایشی زمان بر و نسبتاً کم هزینه می باشد که البته دستگاههای مرتبط با این آزمایش، هزینه هایی را دربر دارد. لازم بذکراست که زمان بر بودن آزمایشها، بیشتر مربوط به زمانهای مختص به اشباع شدن نمونه و در مراحل بعد، خشک نمودن نمونه می باشد که در مورد اشباع شدن نمونه ممکن است روزها بطول انجامد. بر این اساس در گذشته تحقیقات مختلفی در مورد رابطه حدانقباض خاک و پارامترهای مختلف، انجام شده است تا از این طریق بتوان این پارامتر را سریع تر و با هزینه ای کمتر محاسبه نمود. حدروانی‏، نشانه خمیری، نشانه انقباض، وزن مخصوص و نسبت تخلخل اولیه، پارامترهایی هستند که جهت ایجاد همبستگی در طول سالیان متمادی مورد استفاده قرار گرفته اند. بررسی ها نشان داده است که خصوصیات فیزیکی خاک ازجمله پارامترهایی هستند که بخوبی در این مورد قابل استفاده هستند. از طرفی این پارامترها بسادگی و با کمترین هزینه قابل دستیابی بوده و از طرف دیگر خیلی سریع تر از انجام آزمایش تحکیم بدست می آیند. رس ها با کاهش مقدار رطوبتشان از حالت مایع یا خیلی نرم بترتیب به حالت خمیری، نیمه جامد و نهایتاً حالت سخت و جامد تبدیل می شوند. مقدار رطوبت مصالح در حدفاصل بین این حالتها بنام حدوداتربرگ معروف است که مقادیر آنها با توجه به نوع و درجه خلوص رس ها متفاوت است. خاکهای رسی معمولاً توسط رابطه بین شاخص خمیری (pi) و حدروانی (ll) شناسایی می شوند. هرچه حدروانی رس ها بالاتر باشد، رطوبت لازم جهت اشباع خاک بیشتر می باشد. بعنوان مثال بر روی یک رس خاص با حدروانی 40 درصد فقط 23 درصد رطوبت و برای حدروانی 100 درصد حداقل 37 درصد رطوبت جهت اشباع و رسیدن به وضع غیرقابل تورم احتیاج است. لازم بذکر است که اشباع نمودن کامل خاکهای رسی بسیار خمیری، در مدت زمانی مشخص بسیار کند می باشد. برای مشخص نمودن خصوصیات فیزیکی و مکانیکی رسوبات، باید تعدادی آزمایش در دو گروه روی نمونه ها صورت گیرد. گروه اول شامل آزمایشهای حدوداتربرگ و وزن مخصوص ذرات جامد خاک ریزدانه و گروه دوم آزمایشهای حدانقباض می باشد، که باید با حداکثر دقت در آزمایشگاه انجام گیرد. به همین منظور، نمونه های خاک به دو صورت دست نخورده و دست خورده از نقاط مختلف تهیه می گردد و با اضافه کردن آب به نمونه های دست خورده، درصدرطوبت، به حدود بیش از 1/1 برابر حدروانی یا بعبارتی 10 درصد بیش از حدروانی افزایش می یابد. این نمونه ها در هر دو حالت دست نخورده و دست خورده، پس از آماده-سازی در ابعاد مناسب و قرارگیری در قالب دستگاه حدانقباض، مورد آزمایش قرار خواهد گرفت. با توجه به این که آزمایش حدانقباض ازجمله آزمایش هایی است که در پروژه های عمرانی در خاک های رسی با آن روبه رو هستیم و تخلخل خاک یکی از پارامترهایی است که از این آزمایش بدست می آید و همچنین با توجه به اینکه یکی از اصلی ترین مشخصه های رس ها خواص فیزیکی آنهاست، لذا بنظر می رسد، ارتباط این دو مورد از دو منظر دارای اهمیت است: - اول اینکه بررسی ارتباط پارامترهای فیزیکی خاک، در فهم رفتار خاک های رسی در برابر عوامل طبیعی و غیرطبیعی موثر است. - دوم اینکه از نتایج بدست آمده می توان برای تخمین انقباض خاک در مرحله پیش طراحی استفاده کرد. همبستگی بین حدانقباض خاک رس و دیگر خصوصیات آن از گذشته تا امروز مورد توجه محققان قرار داشته است، بطوری که با گذشت زمان، روابط جدیدتر و بهتری ارایه شده است. ازجمله عوامل تأثیرگذار در مقدار پارامتر sl، نوع خاک است. در کشورهای مختلف برای نقاطی که دارای خاک ریزدانه هستند، این بررسی انجام شده است. از موارد دیگری که باید مورد بررسی قرار گیرد، مقایسه بین حدانقباض خاک دست نخورده و خاک دست خورده است. با توجه به مشکلات مربوط به تهیه نمونه های دست نخورده و این که تهیه نمونه دست خورده بسادگی امکان پذیر است‏، بنظر می رسد مقایسه این دو حالت و بررسی روابط بدست آمده، محاسبه و تخمین مقادیر را ساده تر سازد. هدف اصلی، ایجاد همبستگی بین حدانقباض و دیگر خصوصیات ژیوتکنیکی خاکهای دست نخورده و دست خورده و نتایج جمع آوری شده از دیگر محققین است. بدست آوردن نمودارهای مختلف، برای خاکهای دست نخورده و دست خورده در آزمایشگاه و صحرا و مقایسه آنها با یکدیگر و استخراج روشی مناسب برای توصیف تاریخچه تنش خاک آزمایش شده و رفتار خاک در طول آزمایش که کاملاً به تاریخچه تنش آن باز می گردد، از اهداف دیگر تحقیق می باشد.

با توجه به مطالعات ریبن، رسوبات آبرفتی تهران به چهار گروه dوa,b,c تقسیم می شود که بخش عمده ای از نواحی شمال تهران توسط آبرفت گروه a (سازند هزار دره) پوشیده شده است. با توجه به اینکه عمده ذرات تشکیل دهنده این سازند هزار دره از نوع خاک درشت دانه و متراکم است، اما پراکندگی و نوع دانه بندی (از حد رس تا قطر 10الی 25 سانتیمتر) و همچنین سمنتاسیون و سخت شدگی ناشی از ترکیبات کربناتی، رفتار خاک بانددار شمال تهران را از خاک ماسه متراکم متمایز می نماید. و به همین دلیل است که چسبندگی ناشی از ترکیبات کربناتی همچون آهک و گچ و پدیده سمنتاسیون ذرات، تأثیر محسوس و قابل ملاحظه ای در طراحی ها دارد. در این تحقیق مشخصات زمین شناسی آبرفت شمال تهران و تأثیر سمنتاسیون بر پارامتر های مقاومتی خاک مطالعه و بررسی شده و با توجه به نتایج تستهای مختلف برجا و آزمایشگاهی که بر روی بیش از 250 نمونه از گمانه های شمال تهران انجام پذیرفته است، پایگاه داده تشکیل و با تحلیل آماری و بررسی ژئوتکنیکی این داده ها، تاثیر پارامترهای مقاومت برشی بر طراحی های ژئوتکنیکی نشان داده شده است. با توجه به مطالعات آماری صورت گرفته عدد spt عموما بیشتر از 50 می باشد. وزن مخصوص خشک خاک به طور میانگین 18 kn/m3 تعیین شد. رطوبت در محدوده 5 تا 20 درصد و متوسط زاویه اصطکاک داخلی در حدود 35 درجه و متوسط چسبندگی 22 kpa می باشد. در خصوص تأثیر پارامترهای مقاومت برشی بر طراحی ها می توان به این موارد اشاره کرد. تأثیر پارامتر چسبندگی به مراتب بیشتر از تأثیر پارامتر مقاومت اصطکاکی خاک است. تأثیر زاویه اصطکاک بر فشار جانبی خاک در حالت مقاوم نسبت به چسبندگی بیشتر است و عکس این مطلب در خصوص حالت محرک صادق است. در خصوص پایداری شیروانی ها چنین مشخص شد که چسبندگی نسبت به زاویه اصطکاک داخلی تأثیر بیشتری دارد.

طرح سد و نیروگاه سیاه بیشه یکی از طرح های بزرگ در حال ساخت در ایران می باشد که شامل دو تونل آبرسانی چپ و راست می باشد. این تونل های دو قلو در قسمتی از مسیر خود دارای محفظه ای به نام محفظه جابجایی هستند که قطر تونل ها در این قسمت افزایش یافته است و در این پروژه تحلیل پایداری بر روی این قسمت از تونل ها انجام گرفته است. کارهای اولیه انجام شده در این پروژه انجام تست های آزمایشگاهی و برداشت درزه جهت داشتن اطلاعات اولیه برای تحلیل های عددی بوده است و سپس از آن جا که هدف بررسی تإثیر زون های برشی و اثر آنها بر پایداری محفظه جابجایی بوده است و این منطقه، منطقه ای درزه دار محسوب می شد لذا جهت بررسی بهتر اثرات گسل ها و زون های برشی از روش معادل سازی محیط ناپیوسته استفاده شد و با تلفیق خصوصیات ماده سنگ با درزه ها محیطی معادل ساخته شد اما زون های برشی و گسل ها در ساخت محیط معادل وارد نشدند تا بتوان دقیقا اثراتشان را بررسی نمود سپس جهت انجام تحلیل ها از دو نرم افزار عددی که یکی با روش اجزاء محدود برای محیط های پیوسته و دیگر با روش اجزا مجزا برای محیط های ناپیوسته کاربری دارند استفاده شدو و نتایج این دو نرم افزار با یکدیگر قیاس شدند در این اثنا برای اطمینان از دقت و صحت کار داده های ابزاربندی نیز در قیاس به کار برده شدند. تحلیل پایداری با نرم افزارهای udec، phase2 انجام شد که در انتهای انجام پروژه قسمت هایی از محفظه جابجایی کمی ناپایدار و قسمت هایی بسیار ناپایدار تشخیص داده شدند، سرانجام طرح نگهداری با استفادهاز این دو نرم افزار phase2 و همچنین به روش تجربی ارائه شد، البته ارائه طرح نگهداری از اهداف پایان نامه نبود. در انتهای اتمام پروژه پیشنهاد این بود که تحلیل های پایداری با نرم افزار سه بعدی نیز انجام شوند و در کارهای مشابه آزمایش های برجا نیز انجام شود تا بتوان با دقت بیشتری تحلیل ها را انجام داد.

چکیده ندارد.