یکی از بهترین سدهای خاکی و سنگریزه ای، سدهای سنگریزه ای با رویه بتنی می باشد که از دهه 70 میلادی در دنیا گسترش روزافزونی داشته است. در کشور ما نیز، طرح و اجرای این نوع سدها در حال گسترش می باشد. با توجه به استعداد لرزه خیزی بالا در اکثر مناطق کشور،‍ ضرورت مطالعه رفتار سدهای خاکی و سنگریزه ای تحت بارگذاری زلزله مهم به نظر می آید. رفتار دال رویه، به خصوص اختلاف سختی میان دال رویه و بدنه سنگریز، یکی از نگرانی های موجود در بررسی رفتار سد سنگریزه ای بارویه بتنی به هنگام زلزله، خصوصاً زلزله های شدید می باشد. امکان وقوع ترک خوردگی، بلندشدگی و شکست در دال رویه در این نوع سد تحت زلزله های شدید وجود دارد که می تواند موجب نشت آب مخزن در درون سد واحتمال به خطر افتادن پایداری سد گردد. در این پژوهش، با انجام مجموعه ای از تحلیل های دینامیکی دو بعدی با استفاده از روش اجزاء محدود ، رفتار سد به هنگام زلزله های شدید، بررسی می گردد و تغیر شکل های ایجاد شده در سد و نیروها و تنش های به وجود آمده در دال بتنی مطالعه می شود. تأثیر پارامترهایی مانند ارتفاع، نوع پی، سختی مصالح سنگریز و مشخصات تحریک ورودی مورد بررسی قرار می گیرند. به این منظور، الگوی سد سنگریزه ای با رویه بتنی با سه ارتفاع 50 و 100 و 150 متری تحت شتاب نگاشتهای زلزله طبس، بم، ناغان و منجیل مورد تحلیل قرار می گیرند. در این الگوسازی رفتار مصالح سنگریز، کشسان-مومسان، دال رویه به صورت کشسان و از معیارکولن، برای الگوسازی اندرکنش میان دال رویه و بدنه سنگریز استفاده شده است. بر اساس نتایج دیده می شود، بیشینه تغییر مکان های افقی و قائم در اثر زلزله در تاج سد مشاهده می شود ومقادیر بیان شده برای سدهای ساخته شده بر روی پی سنگی و صلب ، در زلزله های میدان نزدیک بیش از میدان دور می باشد. همچنین در زلزله های میدان دور و برای الگوهای ساخته شده بر روی پی سنگی، مشاهده می شود که تأثیر افزایش سختی بدنه بر روی کاهش تغییر شکل قائم تاج سد با افزایش ارتفاع سد بیشتر می شود. این مقدار کاهش تغییر شکل برای سد 150 متری، تحت زلزله ناغان بیشینه می باشد و برابر با 28 درصد است. با تغییر نوع پی سد از آبرفتی به سنگی، کاهش تغییر شکل قائم و افقی در تاج سد مشهود است و میزان این تغییرات با تغییر نوع پی از سنگی به صلب، کاهش می یابد. همچنین با افزایش ارتفاع سد، مقدار تنش بیشینه فشاری و کششی در دال برای هردو پی سنگی و آبرفتی افزایش می یابد. نسبت تنش فشاری بیشینه در دال، برای سد برروی پی سنگی نسبت به پی آبرفتی، با افزایش ارتفاع افزایش می یابد.

بررسی دقیق پایداری سدهای خاکی در برابر زلزله، از پیچیده ترین مسائل در حوزه سازه های خاکی می باشد. تنوع ویژگیهای دینامیکی بدنه سدهای خاکی و تفاوتهای اساسی ویژگیهای زلزله از قبیل محتوای بسامدی، بزرگا، مدت اثر زلزله و بیشینه دامنه، عواملی هستند که در واکنش دینامیکی سد نقش مهمی ایفا می کنند. اما از آنجائیکه در مطالعات مرحله اول یا توجیهی، به دلیل صرفه جویی در وقت و هزینه، استفاده از نتایج تحلیلهای شبه استاتیکی به منظور ارزیابی پایداری لرزه ای این سازه ها در همه مراجع معتبر پیشنهاد می گردد، تعیین ضریب لرزه ای و همچنین ضریب اطمینان مناسب، گام مهمی در این تحلیلها می باشد. در این پژوهش عواملی مانند اثرات ارتفاع سد(50 ، 100 و 150 متر)، میرایی مصالح (دو، سه و پنج درصد) ، ویژگیهای لرزه زمین ساخت استان مازندران(شتاب نگاشت ساختگی استفاده شده در سدهای البرز بابل، هراز آمل، تجن ساری و گلورد نکا)، در تحلیل دینامیکی با استفاده از نرم افزارplaxis نسخه 2/8 مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. بر اساس نتایج، مشاهده شد که نشست و جابه جایی افقی ، عمدتاً در تاج و یا نزدیکی تاج، بیشینه مقدار را دارا می باشد. همچنین با افزایش ارتفاع سد، از میزان بیشینه شتاب افقی کاسته می شود، زیرا در سدهای عریض و دارای وزن بیشتر، به علت قابلیت کمتر حرکت عرضی بدنه ، شتاب کمتری در سد ایجاد می گردد. بر مبنای ضرایب لرزه ای و اطمینان حاصل شده از تحلیل شبه استاتیکی با نرم افزار slope/w ، بازه هایی برای نشست و جابه جایی افقی پیش بینی و با نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی مقایسه گردید. این ضرایب لرزه ای به بزرگا و بیشینه شتاب محتمل زلزله ارتباط داده شد.

اغلب پژوهشهای انجام گرفته در بررسی استعداد روانگرایی نهشتههای زیرین سازهها، بدون در نظر گرفتن اثر سازه انجام می شود و با اعمال ضریب تصحیح بر نتایج تحلیل روانگرایی در محیط آزاد اثر سازه لحاظ میگردد. بارگذاری دورهای در خاک های ماسهای اشباع با دانسیتههای مختلف باعث روانگرایی اولیه یا نهایی خواهد شد. مشاهدات صحرایی و آزمونهای آزمایشگاهی حاکی از این است که توزیع فشار آب منفذی اضافی نزدیک سازه و دور از آن بسیار متفاوت خواهد بود. این اختلاف بیشتر ناشی از تغییر تنشهای قائم، تنشهای برشی افقی و نسبت پیشتحکیمی ناشی از وجود سازه میباشد. در پژوهش حاضر، تأثیر سربار بر استعداد روانگرایی در نهشتههای ماسهای و ماسه ایلایدار در تراکمهای مختلف در برابر تکانهای ناشی از زلزله مورد ارزیابی قرار گرفت. تحلیلهای متعدد جهت بررسی اثر سربار بر اضافهفشار منفذی، تنش موثر، ضریب اطمینان، نشست و تغییرشکل افقی خاک هنگام روانگرایی انجام شد. رفتار غیرخطی خاک در تنجشهای بزرگ مانند تنجشهایی که در هنگام تکانهای شدید ناشی از زلزله در هنگام روانگرایی ایجاد میشود، یکی از مشخصات بارز مصالح خاک است. شواهد متعدد آزمایشگاهی نشان داده است که این مصالح در بارگذاری دورهای رفتار غیرکشسان و هیسترسیس از خود نشان می دهند. به این منظور تحلیل تنش – کرنش غیر خطی با استفاده از روش تفاضل محدود – یکی از روش های عددی حل معادلات دیفرانسیل که از روشهای میدانی یا دیفرانسیلی برای حل یک سری معادلات دیفرانسیل با مقادیر اولیه و شرایط مرزی مشخص استفاده میکند- و با کمک نرم افزار flac انجام شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد وجود سربارهای کم بر نهشتههای ماسهای شل تأثیر ناچیزی براستعداد روانگرایی دارد، اما در سربارهای زیاد باعث کاهش استعداد روانگرایی در عمق محدودی میشود، در این حالت اضافه فشارمنفذی حتی با ضریب اطمینان بزرگتر از یک هم گسترش می یابد که کاهش تنش موثر به همراه اضافه فشارمنفذی میتواند سختی خاک را کاهش دهد و با از میان رفتن فشار منفذی نشست رخ خواهد داد که میزان آن در گوشه پی نسبت به وسط پی قابل ملاحظه می باشد، نشست نامتقارن و نیز تغییرشکلهای افقی زیاد ایجاد شده عواملی هستند که از افزایش سربار نتوان به عنوان عامل مثبتی در ماسه های شل استفاده نمود. برای نهشتههای ماسهای نیمه متراکم تا متراکم افزایش سربار، سبب افزایش ضریب اطمینان در برابر روانگرایی،که برحسب تکانهای شدید زلزلههای مختلف متفاوت است خواهد شد،که در صرف نظرکردن آن بیش از حد محافظهکارانه خواهد بود. همچنین عمقی که سربار تأثیر بیشتری دارد در نهشتههای ماسهای و ماسه ای لایدار شل بهمراتب کمتر از نهشتههای ماسهای وماسه ای لایدار نیمهمتراکم و متراکم است. در ضمن، نشست، اضافهفشارمنفذی و تغییرشکلهای افقی در نهشتههای ماسه ا ی لایدار نسبت به نهشتههای ماسهای خالص کمتر است، اما اثرگذاری سربار در عمق بیشتر می باشد.

امروزه با افزایش جمعیت و کمبود زمین های شهری، به طور معمول در ساخت و سازها از فضاهای زیرزمین برای پارکینگ، انبارها و غیره استفاده می شود. برای این منظور نیاز به اجرای گودبرداری های ژرف می باشد. بیشتر این گودبرداری ها در مناطق با تراکم ساخت و ساز بالا و در نزدیکی سازه های حساس انجام می گیرد. تاکنون پژوهش های زیادی در زمینه پیش بینی رفتار دیواره گودبرداری های ژرف و خاک اطراف آن انجام شده است، اما همچنان اطلاعات کمی از رفتار پی های ژرف در مجاورت این گودبرداری ها در دست است. از آنجایی که امروزه در بسیاری از ساختمان ها از شمع به عنوان پی استفاده می شود، پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر گودبرداری های ژرف بر پی های ژرف مجاورآن انجام شد. به طور معمول برای بررسی اثر گودبرداری ژرف بر شمع موجود در مجاورت گود از تحلیل اجزاء محدود دو بعدی استفاده می شود. در این تحلیل ها اثر موقعیت شمع نسبت به گود در بعد عمود بر صفحه نادیده گرفته می شود. در پژوهش حاضر با الگوسازی عددی سه بعدی شمع در مجاورت گودبرداری ژرف تلاش شده است که این نقیصه رفع گردد. در این پژوهش، با انجام تحلیلهای سه بعدی که در آن موقعیت شمع در دو راستای موازی و عمود بر طول گودبرداری تغییر داده شد، اثر موقعیت شمع نسبت به لبه وگوشه گود بر رفتار شمع ارزیابی گردید. در ضمن به منظور مقایسه نتایج، تحلیل های دو بعدی نیز انجام شد. از مقایسه نتایج حاصل از تحلیل سه بعدی و تحلیل های دوبعدی انجام گرفته در این پژوهش، نسبت تغییرشکل جانبی بیشینه و لنگر بیشینه شمع در دو حالت سه بعدی و دوبعدی اندازه گیری شد و به صورت ضریبی به نام نسبت تنجش مسطح تعریف گردید. ضریب مذکور در غالب نمودارهایی ارائه شد که می توان با اعمال آن بر نتایج حاصل از تحلیل دوبعدی شمع در مجاورت گودبرداری، نتایج سه بعدی را به دست آورد. تحلیل ها نشان داد که برای شمع در نزدیکی لبه گود، نسبت تنجش مسطح در گوشه گود و مرکز گود اختلاف زیادی دارند، درحالی که در فاصله 60 متری از لبه گود، این اختلاف بسیار ناچیز است. به طورکلی تحلیل ها تفاوت قابل توجهی میان نتایج تحلیل های دوبعدی و سه بعدی را نشان دادند.

چکیده در بین انواع مختلف سدهای خاکی، ویژگیهای خاص سدهای سنگریزه ای با رویه بتنی (cfrd) منجر به محبوبیت روز افزون این نوع سد گردیده است. از جمله این ویژگیها ، دوره ساخت کوتاهتر، حجم خاکریزی کمتر و پایداری ذاتی بدنه در برابر لغزش می باشد. اثر شکل دره به عنوان یک عامل مهم که تنش های درون سد را به علت اثر کمانی تحت تأثیر قرار می دهد، شناخته می شود. سدهای cfr بسیاری وجود دارند که در دره های تنگ اجرا می گردند. وجود تکیه گاههای نسبتاً صلب در این شرایط یک اثر سخت کنندگی سه بعدی ایجاد می کند. با توجه به اینکه تحلیل های دو بعدی (با فرض شرایط تنجش مسطح) برای سدها با طول زیاد مورد تأیید است، به نظر می رسد که سدهای cfr در دره های تنگ باید به صورت سه بعدی تحلیل شوند تا نتایج، تطابق بهتری با واقعیت داشته باشد. در این پ‍‍‍ژوهش با انجام تحلیل استاتیک دو و سه بعدی با استفاده از روش اجزاء محدود و نرم افزار ansys، اثر شکل دره روی رفتار سدهای سنگریزه ای با رویه بتنی مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش رفتار مصالح بدنه سنگریزه ای به صورت غیر خطی و زاویه اصطکاک سنگریز تابعی از تنش عمودی الگوسازی گردید. همچنین فرض شد که رفتار رویه بتنی کشسان است. اثر شکل دره با در نظر گرفتن شیب های مختلف برای تکیه گاههای سد و عرض های مختلف برای کف دره لحاظ گردید. همچنین تأثیر ارتفاع سد نیز مورد بررسی قرار گرفت و تحت دو نوع بارگذاری پایان ساخت و پس از آبگیری مخزن، تحلیل ها انجام شد. مقایسه نتایج تحلیل های دو بعدی و سه بعدی نشان می دهد که پدیده کمانی سبب کاهش مقادیر تنش در سدها می گردد. مقدار کاهش حداکثر تنش قائم (نسبت به تحلیل دو بعدی) که تابع عرض کف دره و شیب تکیه گاه سد می باشد، از صفر تا پنجاه و نه درصد متغیر است. این مسئله نشان می دهد که در بعضی شرایط مقدار کاهش تنش ها به اندازه ای است که نتایج تحلیل های دو بعدی کاملاً غیر واقعی و گمراه کننده است. در بعضی شرایط خاص، به عنوان مثال وقتی شیب تکیه گاه ها آرامتر از 1:4 و یا حداقل عرض دره دو برابر ارتفاع سد است، اختلاف نتایج تحلیل دو بعدی و سه بعدی حداکثر به هفت درصد می رسد که نشاندهنده قابل استناد بودن نتایج تحلیل دو بعدی در این شرایط می باشد.

یکی از روش‏هایی که برای افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست خاک‏های رسی مورد استفاده قرار می‏گیرد‏، استفاده از ستون سنگی است. اجرای ستون سنگی در خاک رس با توجه به سفتی بیشتر مصالح ستون سنگی از خاک رس، متراکم شدن خاک اطراف ستون سنگی و زهکش عمل کردن مصالح ستون سنگی باعث افزایش مقاومت خاک می‏شود. یک آنالیز عددی با استفاده از نرم‏افزار plaxis برای محاسبه ظرفیت باربری و نشست خاک‏های رسی مسلح شده با ستون سنگی صورت گرفت. برای در نظر گرفتن اثر تراکم خاک به علت اجرای ستون سنگی، مقدار ضریب فشار خاک در حالت اولیه افزایش داده شد. برای در نظر گرفتن فاصله ستون‏های سنگی از نسبت جابجایی و برای مدلسازی مصالح از مدل مور-کولمب و خاک سخت شونده برای خاک رس، ستون سنگی و ماسه استفاده شد. در سطح مشترک بین خاک رس و ستون سنگی از المان سطح مشترک استفاده شد. از نتایج عددی نسبت ظرفیت باربری(bcr) و نسبت کاهش نشست(srr) خاک بعد از مسلح شدن با ستون سنگی محاسبه شد. از نتایج بدست آمده، مشخص شد که با افزایش نسبت جابجایی، نسبت ظرفیت باربری که به عرض پی بستگی دارد، افزایش می‏یابد. همچنین با افزایش نسبت جابجایی، نسبت کاهش نشست کاهش می‏یابد. نتایج حاصل از آنالیز حاضر، با تئوری موجود در مورد ستون سنگی مقایسه شد. درنهایت از نتایج تحلیل‏ها، منحنی‏هایی برای محاسبه ظرفیت باربری و نشست پی روی خاک مسلح ارائه شده است. کلمات کلیدی: روش اجزاء محدود، ستون سنگی، درصد جابجایی سطحی، نسبت ظرفیت باربری، نسبت کاهش نشست

خاک مسلح، مصالح ساختمانی مرکبی است که در آن اجزای داری مقاومت کششی به عنوان اجزای تسلیح در توده خاک قرار می گیرد. از مهمترین مصالحی که امروزه در سراسـر جهـان برای افزایش مقاومت و پایداری سازه هـای خاکی استفاده می گردد، ژئوسنتتیک ها هستندکه در میان آن ها ژئوتکستایل به دلیل کاربرد وسیع بیش از سایر ژئوسنتتیک ها به کار گرفته می شود. در این مطالعه رفتار مکانیکی ماسه غیر مسلح و مسلح با ژئوتکستایل توسط الگو سازی عددی با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود plaxis مورد ارزیابی قرار می گیرد وتاثیر عواملی چون فشار دورگـیر، تعداد لایـه های ژئوتکستایـل و نوع ژئوتکستایـل بر مشـخصه های مکانیـکی ماسه مسلح بررسـی می شود. علاوه بر آن به منظور ارزیابی تاثیر اثر اندازه نمونه بر رفتار مکانیکی ماسه مسلح، تحلیـل ها بر روی نمونه هایی با قطرهای گوناگون صورت گرفته است تا تاثیر عوامل یاد شده بر اثر اندازه نیز مشخص گردد. نتایج این تحلیل ها نشان دادکه استفاده از ژئوتکستایل سبب افزایش مقاومت بیشینه، افزایش تنجش محـوری گسیختگی و نیز کاهش افت مقاومت نمونه ماسه مسلح نسبت به نمونه ماسه غیر مسلح می شود. همچنین در تحلیل های اثر اندازه مشاهده گردید که نمونه های ماسه مسلح با قطر کوچکتر، همواره از مقاومت بیشینه و تنجش محوری گسیختگی بزرگتری نسبت به نمونه های ماسه مسلح با قطر بزرگتر برخوردارند. علاوه بر آن دیده شد که تاثیر اثر اندازه بر رفتار مکانیکی ماسه مسلح، برای نمونه های با قطر بزرگتر از 600 میلی متر قابل صرف نظر کردن می باشد

استفاده از خاک مسلح برای افزایش کارایی و بهبود ویژگیهای مهندسی، از دیر باز مورد توجه و استفاده بوده است و یک موضوع جدید به شمار نمی آید اما در چند دهه اخیر با ظهور محصولات ژئوسنتتیک و استفاده موفق آنها در حوزه های گوناگون مهندسی و از طرفی دیگر با پیشرفت روزافزون نرم افزارهای رایانه ای، مسلح سازی خاک با محصولات ژئوسنتتیک اهمیت ویژه ای یافته است. در این پژوهش تلاش شده است تا به وسیله نرم افزار plaxis به بررسی اثر مسلح سازی روی ظرفیت باربری خاک رسی مسلح با ژئوتکستایل که تحت دو شالوده نواری مجاور هم قرار گرفته اند پرداخته شود. بر این اساس اثر پارامترهای گوناگون مانند: فاصله دو شالوده از یکدیگر، ژرفای لایه اول تسلیح، تعداد و فاصله بین لایه ها و سختی کششی لایه های مسلح ساز روی ظرفیت باربری مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور مجموعه تحلیلهای عددی به وسیله نرم افزار plaxis برای شالوده های با عرض 1 و 2 متر و با دو الگوی رفتاری برای خاک (مور- کولن و خاک سخت شونده) انجام گرفته است و در هر مرحله جهت امکان بسط نتایج به حالتهای مشابه دیگر، پارامترها به نسبت عرض شالوده و نتایج به صورت نسبت ظرفیت باربری (bcr) بیان گردیده است. نتایج بررسیها نشان میدهد که یک فاصله تعیین کننده بین شالوده ها و یک ژرفای بهینه برای لایه اول تسلیح وجود دارد که به ازای آن ظرفیت باربری بیشترین مقدار را دارد. همچنین نتایج بررسیها نشان میدهد که با افزایش تعداد لایه ها، در صورتی که لایه ها در ژرفای موثر قرار گیرند، ظرفیت باربری افزایش می یابد و هرچه فاصله بین لایه ها کمتر باشد با تعداد بیشتری لایه مسلح ساز میتوان به بیشینه ظرفیت باربری دست یافت. به علاوه مشخص گردید که با افزایش سختی کششی لایه های تسلیح بیشتر از یک حد معین، ظرفیت باربری ثابت باقی میماند.

از آن جایی که عمده سدهای خاکی با هسته بتن آسفالتی در کشورها با استعداد لرزه خیزی پایین احداث شده اند، لذا اطلاعات کمی در ارتباط با رفتار دینامیکی این نوع از سدها در دست است. اما، ارزیابی رفتار این نوع از سدها در مناطقی با استعداد لرزه خیزی بالا، تحت اثر ارتعاشات شدید زلزله امری مهم و ضروری بنظر می رسد. زلزله های میدان نزدیک ارتعاشات پالس مانندی ایجاد می کنند که ویژگی های کاملا متفاوتی نسبت به زلزله های معمولی دارد. در این پژوهش رفتار دینامیکی سدهای خاکی با هسته بتن آسفالتی تحت اثر زلزله های میدان دور و نزدیک که تفاوت های قابل ملاحظه ای در محتوای فرکانسی دارند، با تکیه بر رفتار هسته آسفالتی ارزیابی گردید. مدل سازی عددی و پارامتری بروش تفاضل محدود و در شرایط کرنش مسطح با نرم افزار flac2d انجام شد. مدل رفتاری الاستو-پلاستیک مور-کولمب برای سد و پی آن و پارامترها شامل ارتفاع سد، زلزله های میدان نزدیک و میدان دور و بیشینه شتاب زلزله ها در نظر گرفته شد. نتایج نشان می دهد که تغییر شکلهای هسته بتن آسفالتی کاملا وابسته به تغییر شکل های پوسته، فیلتر و نواحی انتقالی است. بطور کلی زلزله های میدان نزدیک منجر به توسعه کرنش های برشی و تغییرشکل های بزرگتری در هسته و فیلتر میگردد که باید در طراحی این نوع از سدها در نظر گرفته شود.

سدهای خاکی یکی از مهمترین و گران ترین سازه ها در مهندسی عمران بشمار می آیند. هزینه ساخت این سازه ها و یافتن منابع قرضه مورد نیاز برای این منظور بصورت مستقیم به حجم بدنه سدهای خاکی وابسته است که این خود تابع سطح مقطع عرضی سد می باشد.کاهش سطح مقطع سد خاکی هم موجب کاهش هزینه احداث و هم کاهش مصالح مصرفی در این سدها می شود. بدست آوردن مقطع بهینه برای این سازه ها بوسیله روش های مرسوم، کاری زمان بر همراه با سعی و خطا است که ممکن است به جواب دقیق منجر نشود. در این پژوهش تلاش شده است با بکارگیری الگوریتم جستجوی هماهنگی اصلاح شده به حل این مسئله پیچیده که یکی از مسائل مهم در زمینه مهندسی ژئوتکنیک می باشد، پرداخته شود. بدین منظور نخست برنامه تحلیل پایداری شیروانی خاکی با درنظرگرفتن سطح لغزش غیردایره ای بروش اسپنسر در محیط متلب (matlab) نگارش شد. سپس تحلیل پایداری و یافتن مقطع بهینه برای سد خاکی با لایه های گوناگون در بدنه و پی سد با امکان احداث برم در دامنه بالادست و پایین دست بوسیله الگوریتم جستجوی هماهنگی اصلاح شده صورت گرفت. بکارگیری این برنامه جهت تحلیل پایداری و محاسبه شیب های پایدار برای یک سد خاکی و محاسبه مقطع با سطح کمینه موجب صرفه جویی در زمان تحلیل نسبت به روش های رایج می شود و درعین حال مقطع نزدیک تر به مقطع بهینه را نتیجه می دهد. نتایج تحلیل ها نشان می دهد می توان تحلیل پایداری یک سد خاکی به ارتفاع 30 متر را در حدود دو ساعت انجام داد. همچنین بهینه سازی یک شیروانی تحلیل شده و اجرا شده با روش پیشنهادی این پژوهش تا 47 درصد کاهش حجم عملیات خاکی را نتیجه می دهد.

در دهه های گذشته پدیده اندرکنش اسکلت خاک با موج، توجه بسیاری از مهندسین ژئوتکنیک دریایی و مهندسین ساحلی را به خود جلب کرده است که یکی از دلایل آن، خرابی سازه های دریایی مثل؛ خطوط لوله، مخازن، پایه ها و اسکله ها، موج شکن و غیره به-دلیل ناپایداری بستر دریا ناشی از موج در مجاورت این سازه ها می باشد. واکنش خاک بستر دریا که در معرض امواج پیشرونده قرار دارد در تحلیل و طراحی سازه های دریایی نقش مهمی را داراست. یک سیمای از این واکنش؛ که در رسوبات غیر چسبنده ملاحظه می شود، قابلیت ناپایداری بستر دریا در نتیجه ایجاد فشار منفذی در خاک، به علت عمل دوره ای امواج می باشد. تحت اثر بارگذاری امواج، هم فشارهای حفره ای گذرا و هم فشارهای حفره ای پسماند در بستر دریا ایجاد می گردد. فشارهای حفره ای گذرا از پاسخ ترکیبی اسکلت خاک و آب منفذی به بارهای موج ایجاد می شوند. فشار آب منفذی پسماند توسط تنش های برشی دوره ای ایجاد می شوند که این تنش ها در نتیجه فشارهای دینامیکی موج به وجود می آیند. در این پژوهش، روشی جهت محاسبه تنش ها، فشارهای آب منفذی و همچنین عمق بروز پدیده روانگرائی ناشی از فشار آب منفذی پسماند ارائه گردید. برای محاسبه فشار آب منفذی گذرا و تنشهای ناشی از گذر موج بر بستر دریا از نرم افزار flac استفاده گردید و نتایج حاصل از این روش با راه حل یاماموتو-مادسن مقایسه شد. فشار آب منفذی پسماند؛ با سازوکاری شبیه زلزله، با استفاده از روش اجزاء محدود در عمق بستر دریا محاسبه شد و عمق روانگریی مشخص گردید. راه حلی ترمیمی جهت پیشگیری از امکان وقوع روانگرایی نیز در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل ها نشان دادند که اثر ضخامت بستر بر نتایج تنش برشی و فشار آب منفذی گذرا قابل توجه می باشد. بنابراین تعیین ضخامت بستر مورد مطالعه، پارامتر مهمی می باشد. هم چنین تغییرات تنش برشی ناشی از گذر موج مستقل از پارامترهای هیدرولیکی خاک می-باشد، لیکن تغییرات مدول برشی خاک می بایست لحاظ گردد. نتایج تحلیل نشان می دهند با افزایش ضریب نفوذپذیری و یا تراکم نسبی، نسبت فشار آب منفذی و همچنین عمق روانگرایی کاهش می یابد.

استفاده از سدهای خاکی با هسته آسفالتی طی سال های اخیر به سرعت در حال افزایش است. این سدها برای نواحی پرباران، سردسیر و همچنین مناطقی که با کمبود خاک رس مواجه اند، بسیار مناسب می باشند. براساس پیشنهاد نشریه icold شماره 84 که در سال 1992 به چاپ رسیده، برای سدها با هسته آسفالتی که دارای ارتفاع بیش از 60 متر است، در قسمت پایینی، هسته قائم و در قسمت بالایی، هسته مایل پیشنهاد گردید. بنابر همان نشریه icold این امر باعث کاهش خطر جدایی پوسته بالادست از هسته در محدوده تاج می شود. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار flac 2d اثر مایل بودن هسته بر رفتار سدهای خاکی با هسته آسفالتی در دو مرحله پایان ساخت و نخستین آبگیری بررسی شده است. بدین منظور، 40 حالت متفاوت شامل پنج ارتفاع 30، 60، 80، 100 و 150 متر، دو نوع پوسته سنگریزه ای و شنی، دو نوع پی سنگی و آبرفتی و دو شکل هسته قائم و مایل مورد ارزیابی قرار گرفتند. تحلیل مرحله پایان ساخت بصورت ساخت مرحله ای و برای سدهای 30 متری با 15 لایه و بقیه سدها با 30 لایه و تحلیل نخستین آبگیری کلیه سدها طی سه مرحله انجام گردید. نتایج حاکی بر آن است که مایل بودن هسته تاثیر مثبتی بر رفتار سد حداقل طی این دو مرحله بارگذاری ایجاد نمی کند.

منشا مسلح سازی خاک با رشته را می توان در تاریخچه انسان در هزاران سال قبل یافت. باقیمانده خانه های ساخته شده از کاهگل، این واقعیت تاریخی را ثابت می کند. مسلح کردن خاک از چندین دهه قبل در زمینه مهندسی ژئوتکنیک به منظور بهبود ویژگی های خاک در پروژه های مهندسی معرفی گردید. کارا بودن ژئوسنتتیک های مرسوم از قبیل: ژئوتکستایل، ژئوگرید و... اثبات شده است و از آنها به طور فزاینده ای در مهندسی ژئوتکنیک و دیگر زمینه ها استفاده می شود. علاوه بر این، استفاده از رشته های مجزا با توزیع تصادفی به عنوان یک مصالح تسلیح کننده جدید، در دهه های اخیر به شدت مورد توجه بوده است. یکی از فواید اولیه رشته های مجزا با توزیع تصادفی در مقایسه با ژئوسنتتیک، نبود صفحات بالقوه ضعیف به موازات مسلح کننده می باشد. هدف این پژوهش، بررسی رفتار خاک چسبنده مسلح با رشته های مجزا با توزیع تصادفی می باشد. برای این منظور، 60 آزمایش تک محوری و 24 آزمایش سه محوری تحکیم نیافته زهکشی نشده انجام شد و تاثیر پارامترهایی چون میزان و طول رشته پلی پروپیلن، درصد تراکم، نوع خاک و فشار دورگیر بر روی رفتار نمونه های غیرمسلح و مسلح ارزیابی گردید. نتایج آزمایش ها نشان داد که استفاده از رشته، تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی رفتار خاک چسبنده دارد. افزودن رشته با افزایش مقاومت فشاری بیشینه، تنجش محوری در گسیختگی و مقاومت پسماند بر روی ویژگی های تنش-تنجش رس اثر می گذارد و این افزایش، با افزایش طول و میزان رشته بیشتر می گردد. همچنین، افزایش درصد تراکم، هم در نمونه های مسلح و هم در نمونه های غیرمسلح منجر به افزایش مقاومت گسیختگی، تنجش محوری گسیختگی و سختی می گردد. علاوه بر این، نتایج بیانگر آن بود که مسلح سازی با رشته های مجزا با توزیع تصادفی منجر به افزایش مقاومت بیشتری در رس با دامنه خمیری کمتر به نسبت رس با دامنه خمیری بیشتر گردید.

با توجه به پیچیدگی اندرکنش خاک و شمع و تاثیر پارامترهای متعدد در رفتار متقابل آن ها، پژوهشگران بهترین راه تخمین ظرفیت باربری شمع ها را استفاده از آزمایش بارگذاری می دانند. آن ها با انجام پژوهش های آزمایشگاهی به بررسی پارامترهای گوناگونی از جمله تاثیرات ابعاد شمع، ویژگی های خاک، چگونگی اجرا، نوع بارگذاری و برخی دیگر از پارامتر های موثر در رفتار شمع پرداخته اند. موضوعی که در این پایان نامه با انجام آزمایش های بارگذاری مورد بررسی قرار می گیرد، ظرفیت کششی شمع بتنی درجا، با اسلامپ های گوناگون، در خاک ماسه ای است. در این آزمایش ها که بر روی 12 نمونه به طول 120 و قطر 12 سانتی تر انجام گرفته است، شمع ها در 4 گروه با اسلامپ های ثابت 8، 12، 16 و20 سانتی متر آزمایش شده اند. جهت اجرای نمونه ها از لوله های پلیمری مقاوم به عنوان غلاف شمع استفاده گردیده است. این لوله ها به طور مرحله ای، همراه با حفاری در زمین جاگذاری شده و در مرحله بتن ریزی به تدریج از خاک خارج شده اند. به منظور ایجاد مقاومت کششی سازه ای، از 4 میلگرد طولی با قطر 8 میلی متر در بدنه شمع ها استفاده شده است. در بتن مصرفی، دانه بندی و مقدار سیمان در تمامی شمع ها ثابت بوده و تغییرات اسلامپ با تغییر در مقدار آب به کار رفته در میزان ثابت مصالح ایجاد گردید. 12 شمع مورد آزمایش در ساختگاهی با ویژگی های یکسان برای تمامی شمع ها اجرا شده اند. هدف از این آزمایش ها بررسی تاثیر میزان روانی بتن در مقدار مقاومت کششی شمع ها، ارائه منحنی بار نشست و تعین ظرفیت باربری نهایی کششی شمع های مورد مطالعه می باشد. طبق نتایج حاصل از آزمایش ها، مقاومت کششی شمع ارتباط مستقیم با اسلامپ بتن آن دارد، به طوری که در اسلامپ های بالاتر مقاومت کششی بیش تری در نمونه ها مشاهده می گردد. بتن روان تر (اسلامپ بالاتر) باعث بهبود پارامترهای مقاومتی درنقاط مرزی خاک و شمع شده و سبب می شود سطح مفید بزرگ تری از بدنه شمع در مقاومت اصطکاکی مشارکت داشته باشد. این میزان تاثیرات تا حدی بوده است که اختلافی در حدود 5 برابر، بین ظرفیت کششی شمع اجرا شده با پایین ترین اسلامپ و شمع اجرا شده با بالاترین اسلامپ، مشاهده شده است.

به طور خلاصه می توان گفت شمع ها عناصر ستونی نسبتاً لاغری هستند که به صورت قائم و یا کمی شیب دار جهت انتقال بارهای فشاری، کششی یا جانبی از سطح زمین، به لایه های سخت تر زیرین به کار برده می شوند[1]. بر اساس آیین نامه مهندسی پی کانادا شالوده عمیق، شالوده ای است که در خاک مناسب یا سنگ بستر تکیه گاهی را برای سازه توسط جداره و یا توسط نوک شمع در اعماق زمین فراهم کند[2]. هرچند این مورد یکی از مهم ترین دلایل استفاده از پی های شمعی می باشد ولی تنها دلیل آن نیست. در بسیاری موارد از نظر اقتصادی استفاده از شمع ها مقرون به صرفه تر از سایر انواع پی ها می باشد. اقتصادی بودن استفاده از پی های شمعی را می توان به دو دلیل توجیه نمود: اول اینکه با توسعه تکنولوژی، امروزه استفاده از پی های شمعی نسبت به گذشته امکان پذیرتر و کم هزینه تر شده است و دلیل دوم اینکه زمان لازم برای ساخت و اجرای پی های شمعی معمولاً کوتاه تر از انواع دیگر پی ها می باشد لذا موجب تسریع در ساخت پروژه و در نتیجه منجر به اقتصادی تر شدن طرح و کاهش هزینه ها می گردد. علاوه بر این برای سازه های دریایی نظیر سکوها یا اسکله ها معمولاً چاره ای جز استفاده از این نوع پی ها وجود ندارد[1]. با توجه به نحوه ساخت و سازها، استفاده روز افزون از شمع و یا گروه شمع در ساختمانهای بلند و سنگین بسیار متداول شده است. در مواردی که پی های گسترده از لحاظ سازه ای توانایی حمل بارهای بالایی را فراهم می کنند که در نتیجه در مواردی که باعث نشستهای کل و همچنین نشستهای تفاضلی بیشتر از حد مجاز می گردد با بکار گیری شمع ها در مقایسه با پی های سطحی می توان نشستهای کل و همچنین تفاضلی را به طور محسوسی کاهش داد. در طراحی پی ساختمانهای بلند، مخصوصاً بر روی لایه های عمیق رُس و همچنین بر روی لایه های ماسه ای که استعداد روانگرایی در آنها وجود دارد، ممکن است پی گسترده در برابر بارهای حدی وارد شده از سوی سازه به پی توان تحمل بار وارده را نداشته باشد لذا با استفاده از شمع، هم می توان ظرفیت باربری خاک را افزایش داد و هم از نشستهای غیرمتعارف در زیر پی جلوگیری و برخی از مشکلات مربوط به خاک که در روانگرایی نقش مهمی دارد را نیز مرتفع نمود. در حالت کلی استفاده از شمع و یا گروه شمع سبب بهبود سرویس دهی در پی های سطحی و پی-های گسترده می شود. ایجاد نشست کلی و تفاضلی باعث، به حداقل رساندن احتمال چرخش سازه و همچنین اقتصادی شدن فونداسیون ها می گردد. البته عوامل مختلفی از جمله لایه بندی خاک در عمق، اندرکنش بین خاک و سازه، نسبت طول به قطر و فاصله بین شمع ها و اتصال یا عدم اتصال شمع ها به پی گسترده، در بهینه سازی اثرات مثبت آن نقش اساسی دارد[1].

ستون های سنگی به طور گسترده برای اصلاح خاک های رسی زیر پی بسیاری از سازه ها مانند مخازن نفت و گاز و ... مورد استفاده قرار می گیرد. ساخت ستون سنگی شامل جایگزینی خاک های نامناسب با ستون های عمودی و فشرده از سنگ دانه هاست که معمولاً به طور کامل به داخل لایه ی ضعیف نفوذ می کند و سختی آن توسط محصورکنندگی ایجادشده توسط تنش جانبی موجود در خاک اطراف تأمین می شود و موجب کاهش نشست و افزایش ظرفیت باربری مجموعه ی زمین و ستون سنگی می شود. استفاده از ستون های سنگی در خاک های بسیار نرم به علت عدم تأمین محصورشدگی کافی در این خاک ها امکان پذیر نمی باشد و از طرف دیگر فعال شدن تنش های محصورکننده ی اضافی در حین اعمال بار به ستون های سنگی، مستلزم نشست بسیار زیاد ستون و در نتیجه، تغییر شکل جانبی زیاد آن می باشد که به معنای گسیختگی ستون سنگی می باشد. سیستم پی سازی با استفاده از ستون های سنگی روکش شده با ژئوسنتتیک gec (geosynthetic encased column) یک روش جدید بهسازی خاک های بسیار نرم است که از دهه ی گذشته در کشورهای آلمان، سوئد و هلند استفاده شده است. در این روش، ستون های سنگی توسط ژئوسنتتیک ها با مقاومت کششی بالا روکش می شود. این نوع پوشش باعث می شود ستون سنگی سخت تر و قوی تر عمل کند که باعث افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست بستر اصلاح شده با ستون سنگی می شود. در این پژوهش، با استفاده از روش مطالعه ی آزمایشگاهی عملکرد ستون های سنگی غیرمسلح و مسلح شده با ژئوگرید بررسی شده است و میزان اثر ژئوگرید بر بهبود عملکرد ستون های سنگی غیرمسلح با ملاحظه نتایج بار – نشست بررسی شده است. همچنین اثر پارامترهای گوناگون ستون سنگی و ژئوگرید در عملکرد ستون سنگی مطالعه شد. نتایجی که از این پژوهش آزمایشگاهی به دست آمده حاکی از این است که با افزایش قطر ستون سنگی و سختی ژئوگرید ظرفیت باربری بستر رسی به ترتیب، به اندازه 33 درصد و20 درصد افزایش پیدا می کند و همچنین با افزایش طول ژئوگرید ظرفیت باربری نسبت به بستر رسی غیرمسلح در 75، 50 و 25 درصد طول ژئوگرید به ترتیب به میزان 52 درصد، 47 درصد و 40 درصد افزایش پیدا می کند. در نتیجه با افزایش طول ژئوگرید نشست کاهش می یابد و ظرفیت باربری افزایش پیدا می کند.

خاک مسلح، مصالح ساختمانی مرکبی است که در آن عناصر با مقاومت کششی به عنوان اجزای تسلیح در توده ی خاک قرار می گیرند. ژئوتکستایل یکی از پرکاربردترین مصالح از خانواده ژئوسینتتیک ها می باشد که در مسلح سازی خاک استفاده می شود. در پژوهش های پیشین برای مسلح سازی خاک بیشتر از ژئوگرید و ژئوتکستایل بافته شده استفاده شده است، همچنین صفحات بارگذاری مورد استفاده در اکثر موارد کوچکتر از مقدار توصیه شده در استاندارد astm d 1194 (ابعاد مجاز صفحات مربعی به اضلاع 25- 65 سانتی متر) بوده است. در این مطالعه با استفاده از دستگاه بارگذاری صفحه تأثیر تراکم لایه های مسلح کننده بر ظرفیت باربری ماسه مسلح شده با ژئوتکستایل بافته نشده بررسی شد و اثر اولین لایه تسلیح، عرض بهینه مسلح کننده، فاصله قائم بین لایه ها و عمق تسلیح (عمق آخرین لایه تسلیح) بر ظرفیت باربری، برای دو صفحه بارگذاری مربعی به اضلاع 25 و 35 سانتی متری بررسی گردید. علاوه بر آن به علت محدودیت عملیات آزمایشگاهی به منظور ارزیابی بیشتر اثر اندازه نمونه بر ظرفیت باربری ماسه مسلح، تحلیل های عددی توسط نرم افزار plaxis با تغییر ابعاد محفظه بر روی صفحه های مربعی به اضلاع 45، 55، 65، 75، 85 سانتی متری صورت گرفته است. نتایج آزمایش ها نشان داد که در فاصله قائم بین لایه ها برابر با 0.15 عرض صفحه، عرض تسلیح 4 برابر عرض صفحه، فاصله قائم بین لایه ها برابر با 0.3 عرض صفحه و مسلح سازی تا عمق برابر با 1.5 برابر عرض صفحه، بیشترین ظرفیت باربری بدست آمده است. همچنین در تحلیل ها به بررسی اثر اندازه نمونه پرداخته شد. نتایج نشان داد که با صفحه های کوچکتر، ظرفیت باربری بیشتری نسبت به صفحات بزرگتر در خاک بدست می آید. علاوه بر آن دیده شد که با افزایش ابعاد صفحه، ظرفیت باربری خاک روندی نزولی دارد ولی این تغییرات برای صفحات بزرگتر از 65 سانتی متر قابل صرف نظر کردن است.

سازوکار اصلی روانگرایی نهشته های ماسه ای سست در هنگام زلزله، تشکیل فشار آب حفره ای اضافی و کاهش تنش موثر متوسط می باشد. پدیده ی روانگرایی، عنصری از خاک را از حالت جامد به مایع تبدیل می کند که اغلب منجر به تغییر شکل های بزرگ در خاک می شود. طبیعت مخرب این پدیده توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده است و پژوهش های بسیاری را در این زمینه جهت ارزیابی استعداد روانگرایی انجام داده اند. تسلیح خاک با رشته های با توزیع تصادفی می تواند روشی مناسب برای کاهش پتانسیل روانگرایی در سدهای خاکی، سازه های نگهبان، شیب ها، خاک های زیراساس و ... باشد. در مقایسه با روش های مرسوم تسلیح خاک (نوارهای فلزی، ژئوتکستایل، ژئوگرید و ...)، رشته های با توزیع تصادفی دارای مزایایی از جمله، جلوگیری از ایجاد صفحات بالقوه ضعیف به موازات مسلح کننده های جهت دار و حفظ همسانی خاک می باشد. در این پژوهش کارآیی رشته های با توزیع تصادفی در افزایش مقاومت روانگرایی و ضریب برشی نهشته های ماسه ای سست و با تراکم متوسط بررسی شد. 30 آزمایش سه محوری دوره ای کنترل تنش بر روی نمونه های ماسه ای اشباع غیر مسلح و مسلح تحت شرایط تحکیم یافته-زهکشی نشده (cu) انجام گردید. تاثیر پارامترهایی همچون نسبت وزنی رشته، طول رشته، تراکم نسبی و فشار دورگیر بر روی مقاومت روانگرایی نمونه های ماسه ای مطالعه گردید. نتایج نشان دادند که افزودن رشته ها تا حد زیادی مقاومت روانگرایی را افزایش می دهد. با افزایش نسبت وزنی و طول رشته تعداد دوره هایی که منجر به روانگرایی می شود افزایش یافت. همچنین، تاثیر وجود رشته بر رفتار زهکشی نشده ی نمونه های مسلح در تراکم های بالاتر موثرتر است. علاوه بر این، فشار دورگیر اثر قابل توجهی در کاهش استعداد روانگرایی دارد. در ضمن، ضریب برشی نمونه های غیر مسلح و مسلح نیز در این پژوهش بررسی شد و نتایج نشان دادند که با افزایش نسبت وزنی رشته ضریب برشی افزایش می یابد. از این ضریب برشی می توان برای ارزیابی تغییر شکل های ناشی از وقوع روانگرایی استفاده کرد.

از دیرباز بشر خاک مسلح را در ساختن سازه های گوناگون بکار گرفته است. در ایران، از زمان های گذشته، استفاده از کاه گل به صورت مخلوطی از خاک چسبنده و کاه، به عنوان یک مصالح ساختمانی متداول بود. باقیمانده ی خانه ها و دیوارهای ساخته شده از کاه گل این واقعیت تاریخی را ثابت می کند. امروزه نیز تسلیح خاک به عنوان فنی موثر و قابل اعتماد برای افزایش مقاومت و پایداری توده های خاکی به کار گرفته می شود. کارا بودن ژئوسنتتیک های مرسوم از قبیل ژئوتکستایل، ژئوگرید و ... اثبات شده است و از آن ها به طور فزاینده ای در مهندسی ژئوتکنیک و دیگر زمینه ها استفاده می شود. در سه دهه ی اخیر، استفاده از رشته های مجزا با توزیع تصادفی، به عنوان یک تسلیح کننده ی جدید، روبه رشد است. یکی از برتری های استفاده از رشته های مجزا با توزیع تصادفی، عدم شکل گیری صفحات ضعیف بالقوه می باشد که به موازات مسلح کننده های صفحه ای شکل به وجود می آید. در این پژوهش، به منظور بررسی رفتار مقاومتی ماسه ی بابلسر مسلح شده با رشته های پلی پروپیلن مجزا با توزیع تصادفی، 40 آزمایش برش مستقیم و 40 آزمایش سه محوری انجام گردید. تاثیر عوامل گوناگونی چون نسبت وزنی، طول رشته و فشار عمودی و یا دورگیر بر رفتار مقاومتی خاک بررسی شد. به این منظور، چهار نسبت وزنی رشته ی گوناگون (صفر، 25/0، 5/0 و یک درصد)، سه طول رشته ی متفاوت (شش، 12 و 18 میلی متر) و چهار فشار عمودی و یا دورگیر 50، 100، 200 و 400 کیلوپاسکال بکار گرفته شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که وجود رشته ها تأثیر چشمگیری بر رفتار ماسه دارد. در هر دو دسته آزمایش، افزودن رشته ها باعث بهبود پارامترهای مقاومتی (φ و c) و افزایش مقاومت بیشینه، کرنش گسیختگی، سختی و مقاومت پسماند خاک گردید. مقایسه ی نتایج آزمایش های برش مستقیم و سه محوری نشان داد که به واسطه ی جهت یابی مناسب تر رشته ها نسبت به جهت کرنش های کششی اصلی در آزمایش های سه محوری، نسبت به آزمایش های برش مستقیم، کارایی رشته ها و تأثیر آن بر رفتار مقاومتی خاک در نمونه ‎های سه محوری بسیار چشم گیرتر است. واژه های کلیدی: رشته، خاک مسلح، رشته های مجزا با توزیع تصادفی، آزمایش برش مستقیم، آزمایش سه محوری، رفتار مقاومتی.

سالانه به علت افزایش مستمر تعداد وسایل نقلیه،حجم بسیاری از تایرهای فرسوده در طبیعت رها می شوند.از آنجایی که تایرهای فرسوده سالیان بسیار در محیط باقی می مانند و قابل تجزیه نیستند، زیان های وسیعی را به محیط زیست وارد خواهند کرد.ازاینرو پژوهشگران سعی در بازیافت و استفاده دوباره از این تایرهای فرسوده در صنعت دارند. در سه دهه اخیر، استفاده از تکه های لاستیک، به عنوان یک تسلیح کننده جدید در پروژه های عمرانی رو به رشد است.در این پژوهش، به منظور بررسی رفتارمقاومتیماسه یبابلسر مسلح شدهباتکه های لاستیک، 27 آزمایش سه محوری انجام گردید. تأثیر عوامل گوناگونی چون اندازه تکه های لاستیک، نسبت وزنی، فشار دورگیر بر رفتار مقاومتی مخلوط ماسه- تکه های لاستیک بررسی شد. به این منظور، دو اندازه متفاوت تکه لاستیک (خرده لاستیک و پودر لاستیک)، پنج نسبت وزنی تکه لاستیک گوناگون (صفر، 5، 10، 20 و 30 درصد) و سه فشار دورگیر 50، 100 و 200 کیلوپاسکال بکار گرفته شد. در ادامه با استفاده از نرم افزار plaxis و پارامترهای بدست آمده از آزمایش های سه محوری اقدام به الگوسازی دو نوع دیوار ساحلی (سپر فلزی و دیوار وزنی) شد. تأثیر افزودن خرده های لاستیک به پشت ریز دیوار در رفتار دیوار ساحلی تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی بررسی گردید. نتایج آزمایش های سه محوری نشان داد که برخلاف پژوهش های پیشین که افزودن خرده های لاستیک سبب افزایش مقاومت ماسه می شود، افزودن خرده های لاستیک (اندازه ابعاد کوچک تر از 6 میلی متر) باعث کاهش مقاومت ماسه می شود. افزودن خرده های لاستیک موجب افزایش کرنش گسیختگی و شکل پذیری ماسه می گردد. همچنین پارامترهای مقاومتی برشی(?وc) و ضریب ارتجاعی مصالح ارزیابی شد. بررسی های عددی دیوار ساحلی نشان می دهد که مسلح کردن پشت ریز دیوار با تکه های لاستیک سبب کاهش تغییر مکان ها و نیروی وارد بر دیوار ساحلی می شود. مقایسه نتایج در استفاده از دو نوع تکه های لاستیک نشان داد که استفاده از خرده های لاستیک به عنوان مسلح کننده کارایی بیشتری نسبت به پودر لاستیک دارد. زیرا استفاده از پودر لاستیک موجب ایجاد نشست های قابل ملاحظه در مصالح پشت ریز دیوار می شود.

در دهه های اخیر، پژوهشگران دریافته اند که افزودن ریزدانه ی غیر خمیری به ماسه، می تواند رفتار آن را تا حد زیادی تغییر دهد. این تغییر بیشتر به دلیل تفاوت اندازه ی دانه های ماسه و ریزدانه است. تا کنون پژوهش های زیادی برای درک بهتر تاثیر ریزدانه ی غیر خمیری بر مقاومت استاتیکی و دوره ای ماسه انجام شده است که در همه ی آن ها تلاش شده است تا مخلوط ماسه و ریزدانه تا حد امکان همگن باشد. اما اعمال بار دوره ای بر این نوع خاک ها، باعث ایجاد ناهمگونی در آن ها می شود و در صورتی که خاک بر اثر این نوع بارگذاری گسیخته نشود، رفتار استاتیکی آن نسبت به حالت پیش از بارگذاری تغییر خواهد کرد. در این پژوهش با انجام 53 آزمایش سه محوری تحکیم یافته ی زهکشی نشده، تاثیر پارامترهایی مانند تنش دورگیر، نسبت فشار آب حفره ای دوره ای و درصد ریزدانه بر مقاومت استاتیکی ماسه ی ریزدانه دار بررسی شده است. آزمایش ها به صورت دو مرحله ای انجام شده اند؛ در مرحله ی نخست نمونه ها تحت بارگذاری دوره ای قرار گرفته اند تا نسبت فشار آب حفره ای به مقدار مشخصی برسد و سپس در مرحله ی دوم بارگذاری استاتیکی بر روی نمونه ها انجام شده است. نتایج نشان می دهد که در درصد ریزدانه ی پایین، بارگذاری دوره ای با وجود آن که در تنجش های کم باعث کاهش مقاومت زهکشی نشده می شود، اما تاثیر چندانی بر مقاومت حالت پایدار خاک ندارد. با افزایش درصد ریزدانه، بارگذاری دوره ای باعث کاهش مقاومت هم در تنجش های کم و هم در حالت پایدار می شود. به دلیل چسبندگی بسیار کم ریزدانه ها، بارگذاری دوره ای باعث حرکت ذرات ریزدانه می شود؛ در درصد ریزدانه ی پایین، دانه های ماسه مانع جابه جایی ذرات ریزدانه می شوند ولی با افزایش درصد ریزدانه، ذرات لای به تدریج آزادی عمل بیشتری پیدا می کنند و راحت تر جابه جا می شوند. این جابه جایی، دلیل اصلی به هم خوردن آرایش خاک و در نتیجه کاهش مقاومت زهکشی نشده در ماسه ی لای دار است.

سدهای خاکی با هسته آسفالتی طی سال های اخیر موردتوجه قرارگرفته اند. این سدها برای نواحی پرباران و همچنین مناطقی که با کمبود منابع طبیعی رسی مواجه اند، بسیار مناسب می باشند. باوجود مزایای زیاد سدهای هسته آسفالتی، در مورد رفتار لرزه ای این سدها اطلاعات کمی در دست است و با توجه به شرایط لرزه خیزی کشور ما، ایران، شناخت این رفتار اهمیت بیشتری پیدا می کند. بر اساس پیشنهاد نشریه icold شماره 84 که در سال 1992 به چاپ رسیده، برای سدها با هسته آسفالتی که دارای ارتفاع بیش از 60 متر است، در قسمت پایینی، هسته قائم و در قسمت بالایی، هسته مایل پیشنهاد گردید. بنابر همان نشریه icold این امر باعث کاهش خطر جدایی پوسته بالادست از هسته در محدوده تاج می شود. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار plaxis 2d اثر مایل بودن هسته بر رفتار لرزه ای سد های خاکی با هسته آسفالتی بررسی شده است. بدین منظور، 120 حالت متفاوت شامل پنج ارتفاع مختلف برابر با مقادیر 60، 80، 100، 120 و 150 متر، سه نوع پی سنگی و آبرفتی (با ضخامت آبرفت 10 و 50 متر)، دو شکل هسته قائم و مایل و چهار زلزله در حوزه نزدیک و دور مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای الگوسازی رفتار مصالح بدنه سد و پی از الگوی کشسان- مومسان مور-کولن استفاده شد. ساخت سد به صورت مرحله ای انجام گرفت و در مرحله نخستین آبگیری سد در سه مرحله تا تراز نرمال آبگیری شد. نتایج حاکی از آن است که مایل شدن قسمت فوقانی هسته سبب کاهش تغییرشکل های سد در اثر بارگذاری لرزه ای می شود و از لغزش بین هسته و ناحیه انتقالی می کاهد، اما مقدار جداشدگی بین هسته و ناحیه انتقالی افزایش می یابد. به طور کلی می توان گفت که در سدهای بلندتر از 100 متر، مایل شدن هسته سبب بهبود رفتار لرزه ای سد می شود و در سدهای بسیار بلند، هسته مایل رفتار مناسب تری نسبت به هسته قائم دارد.

بدلیل رشد شهرنشینی و زندگی مدرن، زمین های مناسب برای ساخت و ساز کم است. از آنجا که پایداری هر سازه ای بستگی به ویژگی های خاک دارد، استفاده از زمین های دارای خاک ضعیف، منجر به استفاده از فنون بهسازی خاک می شود. به همین دلیل، برای حل این مشکل، پژوهش های زیادی در زمینه روش های بهسازی خاک انجام می گیرد. تسلیح خاک روشی موثر و قابل اعتماد برای افزایش مقاومت و پایداری خاک می باشد که امروزه به طور معمول با استفاده از ژئوتکستایل ها و دیگر مسلح کننده های پلیمری مثل رشته ها و ژئوگریدها در مهندسی ژئوتکنیک انجام می گیرد. در مواردی مثل پروژه های سد سازی و راهسازی که حجم عملیات خاکی در آنها زیاد است، هزینه عاملی تعیین کننده می باشد. در این صورت بهسازی خاک با مصالح ارزان قیمت و یا حتی بی ارزش چون ضایعات پلاستیکی، می تواتند مد نظر قرار گیرد.در این پژوهش، 51 آزمایش سه محوری به منظور بررسی رفتار مقاومتی ماسه ی بابلسر مسلح شده با دو نوع از ضایعات پلاستیکی انجام گرفت. نتایج آزمایش ها نشان داد که افزودن ضایعات پلاستیکی، باعث بهبود پارامترهای مقاومتی (? و c) و افزایش مقاومت بیشینه، کرنش گسیختگی و مقاومت پسماند خاک گردید.

خاک های رمبنده غیراشباع و دارای ساختاری ضعیف می باشند و در مناطق خشک یا نیمه خشک انباشته می گردند. به همین دلیل وزن مخصوص خشک و درصد رطوبت آن ها پایین است. این خاک ها در حالت طبیعی پایدار هستند. تغییر شکلهای زیاد، نشست سریع و کاهش زیاد نسبت تخلخل در آن ها حین افزایش درصد رطوبت و بارگذاری مشاهده میشود. بزرگای فرونشست تابعی از درجه ی اشباع، نسبت تخلخل اولیه، تنش های پیشین واردشده بر خاک، ضخامت لایه ی رمبنده و میزان بار وارد بر آن می باشد. در این پژوهش سعی بر آن است تا با افزودن گردکوره ی سیمان، آهک و نمک های آمونیوم سولفات ((nh4)2so4) و پتاسیم کلراید (kcl)، شاخص رمبندگی خاک (ie) تا میزان قابل قبولی کاهش یابد. آزمایش ها بر روی نمونه های دست نخورده و دستکار انجام شد. متغیرهای درصدتراکم، درصدهای وزنی آهک و گردکوره ی سیمان، غلظت محلول های نمک و همچنین زمان عمل آوری در نمونه ها بررسی شد. نتایج نشان داد، این مواد درجه ی رمبندگی خاک را از درجه ی رمبندگی نسبتاً شدید به درجه ی ناچیز و غیر رمبنده کاهش می دهد.

یکی از بهترین انواع سد خاکی و سنگریزه ای، سد سنگریزه ای با رویه بتنی(cfrd) می باشد. این سد در بین سال های 1960 تا 1970 میلادی در دنیا گسترش یافت. سد سنگریزه ای با رویه بتنی به دلایل دارا بودن ویژگی های خاص ازجمله دوره ساخت کوتاه تر، حجم خاکریزی کمتر، ضریب اطمینان بالا در برابر لغزش و مقاومت ذاتی در برابر بارگذاری لرزه ای مورد توجه قرارگرفته است. همچنین اگر در ساختگاهی، این گزینه مطرح شود، به طورمعمول اقتصادی ترین گزینه خواهد بود. در کشور ایران نیز تاکنون چندین سد cfr طراحی و ساخته شده است. یکی از مشکلات سدهای سنگریزه ای با رویه بتنی، ترک خوردگی دال های رویه می باشد، هرگونه ترک در رویه بتنی موجب نشت از طریق آن به بدنه سنگریز و اتلاف آب می گردد. در این پژوهش با انجام تحلیل سه بعدی استاتیک، رفتار سد سنگریزه ای با رویه بتنی گلورد با استفاده از نرم افزار abaqus بررسی گردید. بدین منظور سه ستبرای متفاوت برای رویه بتنی، دو حالت پی- سنگی و آبرفتی- و همچنین دو پهنای ناحیه بالشتک چهار متر و یک متر لحاظ گردید. برای الگوسازی مصالح بدنه سنگریز از مدل رفتاری کشسان- مومسان، مور-کولن استفاده شد و رفتار رویه بتنی به صورت کشسان لحاظ گشت. ساخت سد به صورت مرحله ای صورت گرفت و آبگیری نیز در سه مرحله انجام شد. بین بدنه سنگریز و رویه بتنی، فصل مشترک با در نظر گرفتن سختی مماسی و عمودی تعریف گردید.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

هدف اصلی این پژوهش، بررسی رفتار خاکریزهای مسلح بر روی خاک نرم می باشد. خاکهای نرم، ظرفیت باربری بسیار پایینی دارند و در صورت اعمال بار، دچار نشست های قابل توجهی می شوند. با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود plaxis و انجام تحلیل تحکیم رفتار این نوع خاکریزها در کوتاه مدت مورد پژوهش قرار گرفت. الگوی مورد استفاده در این پژوهش، خاکریزی با بدنه ماسه می باشد که بر روی خاک رسی نرم واقع شده است. برای مسلح نمودن خاکریز از یک لایه ژئوتکستایل در حد فاصل پی و خاکریز استفاده شده است. به منظور اعمال شرایط واقعی، در هنگام ساخت خاکریز از روش ساخت مرحله ای استفاده گردید. با انجام تحلیل تحکیم، تاثیر عواملی مانند سختی مسلح کننده، شیب خاکریز و ارتفاع آن بر تغییر شکل های پی و پایداری خاکریز مورد پژوهش قرار گرفت. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که افزایش سختی محوری ژئوتکستایل، موجب کاهش تنجش برشی پی می گردد و با افزایش مقاومت برشی پی، تاثیر افزایش سختی محوری ژئوتکستایل بر کاهش تنجش برشی افزایش می یابد. افزایش سختی محوری مسلح کننده موجب کاهش تغییر شکل افقی در پی می شود و با افزایش سختی محوری مسلح کننده محدوده وقوع بیشینه تغییر شکل افقی در پی تغییری نخواهد کرد. افزایش سختی محوری مسلح کننده موجب افزایش نیروی کششی تجهیز شده در مسلح کننده می شود. کاهش شیب خاکریز امکان احداث خاکریزهایی با ارتفاع بیشتر را فراهم می سازد.