امروزه دیوارهای خاک مسلح، اغلب به روش تعادل حدی طراحی می شوند. جهت تامین پایداری داخلی و خارجی دیوار خاک مسلح، طول مسلح کننده می بایست به گونه ای تعیین گردد که حداقل ضرایب ایمنی لازم در برابر حالات مختلف گسیختگی تامین شود. اکثر آیین نامه ها، حداقل طول مسلح کننده را برابر با 70 درصد ارتفاع دیوار در نظر می گیرند. هرچند، همیشه به دلیل شرایط طبیعی ساختگاه موجود و وجود دیوار حائل دیگر، فضای کافی در پشت دیوار برای جا دادن این حداقل طول مسلح کننده لازم وجود ندارد. در این پایان نامه، تاثیر پارامترهای مختلف موثر در طرح دیوارهای حائل خاک مسلح بر روی تعیین حداقل طول مسلح کننده لازم با توجه به چگونگی شکست بررسی شده و امکان کاهش حداقل طول مسلح کننده نیز به عنوان هدف طرح مورد توجه قرار گرفته است. پارامترهای مورد بررسی شامل ارتفاع دیوار، سربار، فاصله عمودی مسلح کننده ها، مشخصات خاک مسلح کننده، مشخصات خاک خاکریز می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که امکان استفاده از طول های مسلح کننده کمتر از 60 درصد ارتفاع دیوار بجای حداقل طول مسلح کننده 70 درصد ارتفاع دیوار که متداول می باشد، وجود دارد. هنگامیکه طول های مسلح کننده کوتاهتر به کار برده می شوند، می بایست تغییر شکل دیوار مورد توجه قرار گیرد، زیرا تغییرات شکل دیوار همانطور که طول های مسلح کننده کاهش یابد، افزایش خواهد یافت. تغییر شکل دیوار که اهمیت ویژه ای در بهره برداری و عملکرد آن دارد، معمولا در طراحی به روش تعادل حدی در نظر گرفته نمی شود. این مطالعه همچنین تاثیر طول مسلح کننده و دیگر پارامترهای طراحی را بر رفتار و تغییر شکل دیوار خاک مسلح مورد بررسی قرار داده است. مدل سازی و تجزیه و تحلیل با استفاده از روش اجزا محدود انجام شده است. نتایج نشان می دهد که اگر چه با کاهش طول مسلح کننده، تغییر شکل دیوار افزایش خواهد یافت، اما استفاده از خاک با خواص مناسب، می تواند موجب کاهش تغییر شکل دیوار و جبران افزایش تغییر شکل آن به دلیل استفاده از طول مسلح کننده کوتاه تر 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.

وجود آب و هوا در منافذ خاک، باعث ایجاد نواحی غیراشباع می شود که در این نواحی، ویژگی های خاک به حالت کاملاً غیرخطی در می آید. در این صورت، ضریب نفوذپذیری نیز تابعی از فشار منفذی منفی آب یا مکش خاک است. در این پایان نامه، مسأله ی نشت پایدار دو بعدی با در نظر گرفتن مدل های تجربی ضریب نفوذپذیری غیرخطی حل می شود. این پایان نامه، با معرفی مدل های نفوذپذیری غیرخطی که امروزه استفاده می شوند، آغاز می شود. این مدل ها به زیرسیستم انتشار پایدار غیرخطی دو بعدی در سینا (بسته ی جامع عناصر محدود)، تعریف می شوند. سپس پدیده ی نشت در سد خاکی همگن که از یک ماده، و غیرهمگن که از دو نوع ماده در هسته و پوسته ساخته شده، بررسی می شود. پاسخ ها نشان می دهد که مدل های غیرخطی نتایج بسیار متفاوتی در مقایسه با مدل های خطی مشابه، نشان می دهند. همان طور که انتظار می رود، به دلیل ماهیت آزمایشگاهی این مدل ها، تفاوت های مذکور بین مدل های غیرخطی مشابه نیستند. با این وجود، اثرات غیرخطی بودن، هنگامی که مدل به صورت همگن در نظر گرفته می شود، قابل توجه خواهند بود و هنگامی که مدل به صورت غیرهمگن بررسی می شود، این تأثیرات اهمیت مضاعفی خواهند یافت.

سازه های مهندسی عمران بر روی سطح زمین ساخته می شوند. و بسیاری از زمین ها دارای خاک غیراشباع می باشند. بنابراین برای تحلیل خاک ها و طراحی سازه های خاکی غیراشباع بایستی فرضیات مکانیک خاک غیراشباع رعایت شود. در این تحقیق پایداری شیروانی های خاکی غیراشباع، که با کوبیدن لایه های خاک احداث می شوند یا شیروانی های طبیعی غیراشباع مورد بررسی قرار گرفته شده است. بررسی پایداری شیروانی های مذکور بر اساس قوانین مکانیک خاک غیراشباع می باشد. در ابتدا مروری بر مکانیک خاک غیراشباع صورت میگیرد و به بررسی روش های پایداری شیروانی های خاکی اشباع و غیراشباع پرداخته می شود. همچنین به بررسی مقاومت برشی خاک غیراشباع و نظریه های مختلف ارائه شده توسط دانشمندان پرداخته می شود. در این تحقیق از یکی از روش های بهینه سازی غیرکلاسیک به نام روش الگوریتم ژنتیک، برای یافتن سطح لغزش بحرانی دایره ای شیروانی های خاکی استفاده شده است. در این تحقیق یک نرم افزار به زبان c#.net به نام gausslope تهیه گردیده است، که علاوه بر تحلیل پایداری شیروانی های خاکی اشباع و غیراشباع و تشخیص سطح لغزش قادر به بهینه یابی سطح لغزش و ضریب اطمینان متناظر با آن را نیز دارا می باشد. از نکات برجسته برنامه تهیه شده توانایی تحلیل شیروانی های خاکی غیراشباع می باشد که از مباحث جدید در تحلیل شیروانی های خاکی است. در ادامه با ارائه مثال هایی دقت روش پیشنهادی برای بررسی و تحلیل بهینه شیروانی های خاکی همگن و ناهمگن به روش الگوریتم ژنتیک پرداخته شده است و پارامترهای مختلف شیروانی خاکی و الگوریتم ژنتیک مورد تحلیل قرار گرفته است. مقایسه و بررسی نتایج نشان می دهد که تنش برشی و در نتیجه ضریب اطمینان پایداری شیروانی های خاکی غیراشباع بیش از حالت اشباع می باشد، البته پارامترهایی همچون نوع خاک و ساختار آن و سرعت ساخت، درصد اشباع و زمان بعد از ساخت نیز از پارامترهای مهم در تحلیل می باشند.با استفاده از برنامه تهیه شده می توان مقادیر ضریب اطمینان برای شیروای های خاکی مختلف در دو حالت اشباع و غیراشباع به دست آورد.

گروه شمع اغلب با شمع هایی با طول یکسان طراحی می گردد، اما اثرات اندر کنش میان شمع ها و جابجایی های ‏شالوده ی گسترده واقع بر روی گروه شمع، بیانگر این مطلب است که یک گروه شمع با طول های یکسان ممکن ‏است چیدمان بهینه ای نباشد.‏ این پایان نامه سعی دارد تا با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی جامعه ی مورچگان گسسته، جامعه ی ‏مورچگان پیوسته، جامعه ی ذرات کلاسیک و الگوریتم جامعه ذرات با رفتار کوانتومی با جهش دیفرانسیلی، با هدف ‏کمینه کردن طول شمع ها یا نشست تفاضلی شالوده ی گسترده به صورت جداگانه، و با نگاهی به چگونگی چیدمان ‏شمع های درجاریز بتنی در گروه شمع و با توجه به قیودی مانند نشست کلی و تفاضلی شالوده گسترده و فشار ‏مضاعف میان شمع ها (در اثر تداخل حباب های تنش)، طرحی بهینه و قابل اجرا را ارائه کند، و سعی دارد کاستی-‏های تحقیقات گذشته را تا حدی تکمیل نماید.‏ بهینه سازی گروه شمع با هدف کمینه کردن طول شمع ها و یا با هدف کمینه کردن میزان نشست تفاضلی ‏می تواند باعث افزایش سختی گروه شمع، کاهش میزان هزینه، افزایش میزان کارایی گروه شمع، و کاهش میزان ‏لنگر در شالوده ی گسترده و نتیجه کاهش میزان ترک ها و تنش ها در سازه ها و شالوده گردد.‏ در شالوده های متقارن با بارگذاری قائم یکنواخت، متقارن و سراسری، چه برای کمینه کردن نشست تفاضلی، ‏چه برای بهینه کردن طول شمع ها، نتایج نشان دهنده ی شمع های بلند تر در ناحیه ی مرکزی، و شمع های کوتاه تر ‏در اطراف شالوده می باشد. در ضمن در مورد مزیت چیدمان دایروی برای شالوده های متقارن و بارگذاری متقارن ‏قائم، بحث شده است.‏ کلمات کلیدی: بهینه سازی،گروه شمع، ‏aco r، ‏qpso، نشست تفاضلی

بررسی مقاومت برشی خاک غیراشباع با استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی نسبت به حالت اشباع آن، پیچیده تر،پرهزینه تر و زمانبر تر خواهد بود. از این رو استفاده از روش های تئوری مختلف نظیر محاسبات نرم به منظور پیش بینی مقاومت برشی خاک غیراشباع بسیار کاربردی و مفید خواهد بود. در این پژوهش قابلیت سیستم استنتاج فازی- عصبی انطباقی (anfis) و دو نوع شبکه عصبی مصنوعی (mlp , rbf) به منظور تخمین مقاومت برشی خاک غیراشباع بررسی گردید. تحقیق حاضر از دو مرحله تشکیل شده است. در مرحله اول از 128 سری داده استفاده شده است، به صورتی که چهار پارامتر تنش نرمال خالص، ماتریس مکش، زاویه اصطکاک داخلی موثر و چسبندگی موثر به عنوان پارامترهای ورودی و مقاومت برشی غیراشباع به عنوان پارامتر خروجی تعیین گردیدند. در مرحله دوم از 118 سری داده با 8 پارامتر ورودی که شامل تنش نرمال خالص، ماتریس مکش، زاویه اصطکاک داخلی موثر، چسبندگی موثر، نسبت تخلخل، دانسیته خشک، چگالی مخصوص و درجه اشباع می باشد، مقاومت برشی خاک غیراشباع پیش بینی گردید. به منظور مقایسه نتایج حاصل از anfis و شبکه عصبی، ازشاخص های ارزیابی ضریب تعیین (r2)، ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) ، میانگین خطای مطلق (mae) و واریانس (vaf) استفاده گردید. نتایج نشان داد که مدل های ارائه شده توسط anfis و شبکه های عصبی مصنوعی (mlp , rbf) به خوبی قادر به پیش بینی مقاومت برشی خاک غیراشباع بوده و تا حدودی mlp نسبت به anfis و rbf عملکرد بهتری داشته است. در مرحله اول، مقدار ضریب تعیین برای شبکه mlp برای داده های آموزش و آزمایش به ترتیب 98/0 و 989/0 و در مرحله دوم به ترتیب 996/0 و 988/0 می باشد که نسبت به دو مدل دیگر بهتر می باشد. همچنین به منظور تعیین سهم هر کدام از پارامترهای ورودی در پیش بینی مقاومت برشی خاک غیراشباع، آنالیز حساسیت انجام گردید. نتایج نشان داد که gs تاثیر نسبتا بیشتری بر روی مقاومت برشی خاک غیراشباع دارد.

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.

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.

اثر متقابل نشست ناشی از احداث تونل و سازه های روی سطح زمین همواره یکی از مسائل مهم در احداث پروژه های زیرزمینی در مناطق شهری می باشد. در این پایان نامه احداث یک تونل مترو در شهرستان کرمان و در یکی از مناطق پر تردد شهر امکان سنجی شده است. اطلاعات فیزیکی و مکانیکی خاک از گزارش ژئوتکنیک منطقه برداشته شده است که نتایج عینا در مدل سازی بکار گرفته شده اند. مدل ریاضی تونل حفر شده در این خاک با استفاده از روش تفاوت های محدود حل شده است. مدل سازی و تحلیل ها در نرم افزار قدرتمند flac3d که در این حوزه تحقیقاتی مکررا مورد استفاده پژوهشگران قرار گرفته، انجام شده است. یکی از دغدغه های طراحان تونل در مناطق پر تراکم، خطرپذیری( ریسک) احداث سازه های جدید بعد از حفر تونل می باشد. لازم به ذکر است با توجه به خصوصیات منحصر بفرد ژئوتکنیکی مناطق مختلف احداث تونل در هر منطقه نیازمند بررسی پارامترهای تاثیر گذار در همان محل می باشد. در این راستا اثرات متقابل خاک و سازه های سطحی احداث شده بعد از حفر تونل مورد بررسی قرار می گیرد. بدین-منظور تاثیر تغییر پارامترهای مختلف مانند تراز آب زیرسطحی، عمق تونل، و مشخصات ساختمان مانند نسبت طول به عرض پلان ساختمان، تعداد طبقات و محل ساختمان نسبت به محور تونل بر نشست سطح زمین ارزیابی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده از تحلیل های انجام گرفته، ماکزیمم نشست سطح زمین در امتداد مقاطع طولی و عرضی تونل در گراف ها آورده شده و تاثیرگذاری هر پارامتر تفسیر گردیده است.

ارزیابی پاسخ لرزه ای زمین برای پیش بینی حرکات سطح زمین، تدوین طیف پاسخ طرح، تعیین تنش و کرنش های دینامیکی و نیز برای تخمین پتانسیل روانگرایی و همچنین برآورد نیروهای ناشی از زلزله که باعث ناپایداری سازه های حائل خاک می شوند، به کار می رود. روش های مختلف ارائه شده در این زمینه به سه دسته کلی خطی، خطی معادل و غیرخطی قابل تقسیم هستند و به طور کلی در حوزه زمان و یا حوزه فرکانس بیان می شوند. سادگی در بیان روابط و لحاظ نمودن وابستگی خصوصیات دینامیکی خاک به فرکانس بارگذاری از جمله مزایای روش های حل در حوزه فرکانس به شمار می آیند. از سوی دیگر تحلیل های غیرخطی که به منظور تحلیل رفتار واقعی توده خاک بکار گرفته می شوند، اغلب روش هایی پیچیده و وقت گیر هستند که در حوزه زمان، به کمک انتگرال گیری های گام به گام صورت می پذیرند. از طرفی یکی از خواص مهم سیستم های دینامیکی، قابلیت جذب انرژی از طریق میراگرها می باشد که باعث کاهش پاسخ دینامیکی سیستم می شود.

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.

مطالب ارائه شده در این پایان نامه، مجموعه ای از مطالعات آزمایشگاهی در ارتباط با اصلاح خاک های ریزدانه رسی با استفاده از ستون های سنگی از نوع شفته آهکی دوغابی و تاثیر شرایط رطوبتی متفاوت بر روی مقاومت فشاری تک محوری نمونه ها می باشد. هدف عمده از ارائه این مطالب، بررسی عملکرد این نوع ستون های سنگی و همچنین تحقیق راهکاری برای بهبود عملکرد آن ها برای استفاده عملی از آن ها بوده است.

چکیده ندارد.