در کارهای عمرانی، خاکریزی و خاکبرداری برای رسیدن به سطح هموار با تراز دلخواه امری اجتناب ناپذیر است. خاکریز مهندسی خاکریزی است که در آن مصالح خاکریز انتخاب شده و برای رسیدن به خواص مهندسی مطلوب به صورت لایه لایه ریخته شده و متراکم شده است و درمقابل، خاکریز غیرمهندسی به خاکریزی گفته می شود که توسط عوامل طبیعی یا عوامل انسانی بدون اینکه روی آنها عملیات متراکم سازی صورت بگیرد شکل گرفته است. طبیعت مصالح تشکیل دهنده، نحوه شکل گیری خاکریز، عمق، تراز آب، سن و تاریخچه تنش از عوامل موثر روی رفتار خاکریزها هستند. به منظور بررسی پارامترهای ژئوتکنیکی این خاکریزها، موارد عملی خاکریزهای غیرمهندسی ساخته شده از مصالح طبیعی مورد بررسی قرار گرفت.چهار مورد از موارد عملی به بررسی خاکریزهای غیرمهندسی ساخته شده از باطله معدنی، سه مورد به مصالح ریزدانه و سه مورد نیز به خاکریزهای ساخته شده از مصالح دانه ای اختصاص داده شد و رفتار ژئوتکنیکی هرکدام از این خاکریزها مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، مطالعات آزمایشگاهی روی نمونه های تهیه شده از محل خاکریز غیرمهندسی که از فعالیت عمرانی در ناحیه ای از شرق گیلان به جا مانده بود، در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشکده فنی دانشگاه گیلان صورت گرفت. با توجه به نوع مصالح موجود در محل، نمونه های تهیه شده به دو صورت ماسه بد دانه بندی شده و مصالح ریزدانه بوده و آزمایش هائی برای تعیین پارامترهای ژئوتکنیکی مصالح خاکریز انجام شد. بررسی موارد عملی نشان می دهد که در خاکریزهای غیرمهندسی ساخته شده از باطله معدنی وارد شدن سربار و ورود آب به درون خاکریز و حرکت آن درون خاکریز مسئله ساز می شود و در خاکریزهای غیرمهندسی حجیمی که از ذرات ریزدانه تشکیل شده اند عامل فشردگی در اثر نخستین اشباع شدن مشکل ساز می شود. عامل نگران کننده در رفتار خاکریز با مصالح دانه ای نشست تحت بارهای دینامیکی و گاه احتمال وقوع روانگرائی است. در موارد عملی بررسی شده به جز حالتی که مصالح ریزدانه در شرایط اشباع در خاکریز قرار گرفته بودند، مقاومت برشی در خاکریزها مسئله ساز نشد. نتایج آزمایش های انجام شده روی مصالح دانه ای نشان می دهدکه رفتار فشردگی ماسه بد دانه بندی شده به صورت غیرخطی بوده به طوریکه توان رابطه فشردگی به تراکم اولیه مصالح بستگی دارد. آزمایش های فشردگی روی مصالح ریزدانه در قالب بزرگ تری که به منظور بررسی تأثیر اندازه تکه های رسی روی مقدار نشست ساخته شده بود انجام شد. به کمک این آزمایش ها، ضریب فشردگی احاطه شده برای تعیین مقدار نشست ناشی از ساخت و ساز روی خاکریز تعیین شد. مقدار نشست ناشی از نخستین اشباع شدن نیز و تأثیر سربار روی مقدار آن در خاکریز با مصالح ریزدانه مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های تعیین پارامترهای مقاومت برشی شامل آزمایش برش مستقیم و فشاری تک محوره نشان می دهند که خاکریزهای ساخته شده از مصالح دانه ای و مصالح ریزدانه از نظر مقاومت برشی در شرایط مناسب تری نسبت به نشست قرار دارند.

شمع ها و شالوده های عمیق، سازه هایی جهت انتقال بارهای محوری از دو طریق مقاومت جداره و تکیه گاه پنجه می باشند. هر چه این شالوده ها در اعماق بیشتری نسبت به سطح زمین جای گیرند، طبیعتاً در معرض توده وسیعی از خاک با خواص ژئوتکنیکی متفاوت قرار خواهند داشت. بنابراین ناهمگونی قائم خواص ژئوتکنیکی نقش مهمی در تخمین ظرفیت باربری شمع می تواند ایفا نماید . متمایز بودن خواص خاک یک محل نسبت به محل دیگر از عوامل مختلفی سرچشمه می گیرد. در طی دهه های اخیر، چندین مدل جهت مشخص نمودن عوامل موثر بر ناهمگونی و اهمیت هر یک از این منابع عدم قطعیت پیشنهاد شده است. این مدل ها نشان می دهند که علل عمده ناهمگونی ژئوتکنیکی، ناهمگونی ذاتی خاک، خطای اندازه گیری و خطای مدل های محاسباتی می باشد. ناهمگونی ذاتی خاک به دلیل روند پیچیده آرایش ذرات خاک ناشی از رسوبگذاری، هوازدگی، تاریخچه تنش و زمان می باشد. از سوی دیگر خطای اندازه گیری ناشی از تجهیزات، عملکرد اپراتور و اثرات محیطی به هنگام اندازه گیری های در محل و آزمایشگاهی و خطای مدل حین برازش پارامترهای خاک توسط مدل های تجربی یا سایر همبستگی ها حاصل می شود . جهت بازیابی داده در عمق های متوالی، آزمایش cpt روشی مفید و ارزان بمنظور ارزیابی پروفیل های خاک در فواصل کوتاه بوده که قادر به یافتن ناهمگونی فضایی جزئی خواص خاک می باشد. گذشته از این تشابهاتی میان عمق نفوذ مخروط و نفوذ شمع در لایه های خاک وجود دارد که باعث شباهت cpt با شمع می گردد . دو روش عمده جهت اعمال داده های cpt در طراحی شمع وجود دارد: روش غیرمستقیم و روش مستقیم. در روش غیرمستقیم cpt از پارامترهای خاک استفاده می شود، مانند زاویه اصطکاک داخلی و مقاومت برشی زهکشی نشده حاصل از داده های cpt. در روش مستقیم ظرفیت باربری پنجه شمع از q_c (مقاومت تکیه گاه پنجه مخروط) و اصطکاک جداره شمع نیز از f_s (مقاومت جداره مخروط) یا q_c با توجه به روش تخمین ظرفیت باربری شمع مورد نظر تعیین می گردند . در طی سال های اخیر روش های مختلفی جهت تخمین ظرفیت باربری شمع به کمک داده های cpt و cpt-u پیشنهاد شده است. در این پایان نامه از روش eslami و (1997) fellenius جهت نشان دادن اثر ناهمگونی ذاتی خاک استفاده شده است. هدف اصلی این پایان نامه در نظر گرفتن اثر ناهمگونی قائم خواص خاک در تخمین ظرفیت باربری شمع با استفاده از داده های cpt شبیه سازی شده می باشد.