تسلیح خاک، در بسیاری موارد گزینه مناسبی برای بهبود خواص مکانیکی آن بهشمار میرود. در این زمینه مطالعات و پیشرفتهای بسیاری نیز صورت گرفته است. در بیشتر پژوهشهای انجام شده، رفتار خاک مسلح با المانهای تسلیح در امتدادی خاص مورد توجه بوده است. در سالهای اخیر، تسلیح خاک با توزیع تصادفی با انواع الیاف (مصنوعی و طبیعی) مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این تحقیق رفتار ماسه لایدار، که در گروه خاکهای مسالهدار با فراوانی بالا در مناطق کویری قرار دارد، قبل و بعد از تسلیح با الیاف درخت خرما مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، آزمایشهای مختلفی از جمله تراکم، فشاری تکمحوری و فشاری سهمحوری بر روی نمونههای خاک مخلوط شده با الیاف تنه درخت خرما انجام شده است. براساس نتایج حاصله افزودن این الیاف به خاک، مقاومت برشی و شکلپذیری آن را افزایش میدهد. علاوه بر این به دلیل خاصیت جذب آب الیاف خرما، رطوبت تاثیر زیادی بر نتایج آزمایش دارد. با توجه به تنوع الیاف قابل استفاده، ارائه یک مدل رفتاری مناسب برای اینگونه خاکها نیازمند تحقیقات بیشتری میباشد. لذا در این تحقیق توانایی مدلهای رفتاری ارائه شده تاکنون، برای پیشبینی رفتار خاک مسلح با الیاف خرما مورد بررسی قرارگرفته است. شبیهسازی آزمایش سهمحوری در و مقایسه نتایج حاصله با نتایج آزمایشهای سهمحوری انجام شده plaxis نرمافزار المان محدود در آزمایشگاه نشان میدهد که با استفاده از پارامترهای مقاومت برشی معادل (چسبندگی معادل و زاویه اصطکاک معادل) میتوان از مدل خاک سختشونده (مدل هایپربولیک تعمیم یافته) برای پیشبینی رفتار خاک مسلح شده با الیاف خرما استفاده نمود. نتایج نشان میدهد که سختی پیشبینی شده در مدل کمی بیشتر از سختی واقعی نمونه بوده و مقدار تنش انحرافی نهایی پیشبینی شده حدود ? درصد با مقدار واقعی آن متفاوت است. لذا میتوان استنباط نمود که مدل خاک سختشونده قادر است با تقریب مناسبی رفتار ماسه مسلح با الیاف خرما در آزمایش سهمحوری را پیشبینی نماید.

روش های مختلفی از جمله روش های مستقیم و غیرمستقیم برای اندازه گیری نفوذپذیری خاک های غیراشباع وجود دارد. اندازه گیری نفوذپذیری غیراشباع در آزمایشگاه کاری بسیار زمان بر است و نیاز به تجهیزات ویژه ای دارد. از سال ها پیش محققان به دنبال روشی جایگزین برای اندازه گیری نفوذپذیری خاک های غیراشباع بودند. فردلند، اگزینگ، ونگنشتان، هانگ و غیره از جمله کسانی هستند که بیشترین تحقیقات را در این زمینه انجام داده اند. استفاده از منحنی مشخصه آب - خاک تاکنون مرسوم ترین روش برای اندازه گیری غیرمستقیم نفوذپذیری خاک های غیراشباع به شمار می آید. از مشهورترین این مدل ها، مدل فردلند-اگزینگ و مدل ون گنشتاین می باشد. به کمک این مدلها و با داشتن منحنی مشخصه آب – خاک، می توان توابع نفوذپذیری خاک های غیراشباع را تخمین زد. این مدل ها نیاز به داده های منحنی مشخصه آب – خاک که از طریق اندازه گیری رطوبت خاک در مکش های مختلف به دست می آید، دارند. در این تحقیق سعی شده است با استفاده از اطلاعات موجود از خاک های مختلف مدلی برای تخمین نفوذپذیری خاک ها بر اساس پارامترهایی از خاک که به راحتی قابل اندازه گیری هستند ارائه شود. برای این کار از توانایی های شبکه های عصبی مصنوعی و سیستم های فازی – عصبی انطباقی (anfis) کمک گرفته شده است. ورودی هر دو مدل بر اساس پارامترهای تاثیر گذار در نفوذپذیری خاک های غیراشباع انتخاب شدند و عبارتند از : مکش ، درجه اشباع اولیه ، نسبت تخلخل ، وزن مخصوص خاک، درصد رس، درصد لای، درصد ماسه و ضریب یکنواختی منحنی دانه بندی. نتایج حاصل از مدل سازی نشان دهنده دقت مناسب هر دو مدل شبکه عصبی و anfis بود. عملکرد این مدل ها با دو مدل رایج و پرکاربد در تخمین نفوذپذیری خاک های غیر اشباع (مدل های فردلند – اگزینگ و ون گنشتاین) مقایسه شد و در نهایت آنالیز حساسیت برای تعیین تاثیر متغیرهای ورودی بر مقادیر خروجی مدل ها انجام شد.

در این پایان نامه با رجوع به نتایج تحقیقات آزمایشگاهی پیشین، برای اعتبارسنجی شرایط اولیه، در ابتدا یک مدلسازی اجزای محدود برای خطوط بالاستی ارئه شده و با توجه ویژه به لای? سابگرید منتخب، دو گون? متفاوت تثبیت خاک (که افزودن سیمان به خاک و دیگری استفاده از ژئوگرید ها در این لایه است) با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج حاصل بیانگر کاهش بیشتر نشست در صورت استفاده از سیمان با درصد های بالاتر و همچنین تشابه نتایج میان افزودن 5 درصد سیمان و3 لایه ژئوگرید بود. سپس با مدلسازی سه بعدی اجزای محدود در نرم افزار gts nx برای دال خط ها، تأثیر افزایش سرعت حرکت قطار بر نشست بررسی شد. نتایج حاصل نشان داد که که با وجود آنکه به طور معمول با افزایش سرعت، در سرعت های بالا تغییرات نشست روندی ملایم دارد و درسرعت نزدیک به 400 کیلومتر در ساعت به علت نزدیکی سرعت قطار به سرعت انتشار امواج لرزه ای، درون خاک پدید? مخرب تشدید به وقوع پیوسته است.