فنداسیونهای شمعی اعضای پیش ساخته یا درجا می باشند که وظیفه انتقال بار از سازه های بالایی واز میان لایه خاک ضعیف (ویا داخل آب)، برلایه های محکمتر وسخت تری که قابلیت تراکم پذیری کمتری دارند، برعهده آنها می باشد. همچنین ممکن است ازاین اعضا جهت تحمل بارهای بالازننده که به علت اثر بار باد ویا بارهای موجی بر سازه های بلند ایجاد می گردد، استفاده شود. بطور خلاصه می توان گفت که شمعها عناصر ستونی شکلی هستند که جهت انتقال بارهای فشاری، کششی، جانبی ویا ترکیبی از آنها از سطح زمین، به لایه های سختر زیرین بکاربرده می شوند. برای شمعهای کوتاه که سابقه گزارش آزمایشات عملی وجود ندارد، نتایج این مدلسازی عددی جهت پیش بینی احتمالی رفتار چنین شمعهایی ارزشمند خواهد بود. با استفاده ازاین تحقیق می توان توزیع فشار در زمین را در حالت کشش کج مورد بررسی قرار داده و تشابه موجود بین مکانیزم گسیختگی در مدل های عددی و نتایج مطالعات انجام شده را مشاهده کرد. نتایج بدست آمده ازاین تحقیق در طراحی سازه های سبک نظیر دکل انتقال نیرو ودر سکوهای نفتی و اسکله ها می تواند مفید واقع شود. برای بدست آوردن ماهیت رفتاری شمع در زوایای بارگذاری مختلف با استفاده از نرم افزار flac3d به تحلیل غیرخطی شمع های کوتاه (با نسبت لاغری 3/8) و بلند (با نسبت لاغری 25) پرداخته شد. معیار گسیختگی از نوع موهر-کلمب و تحلیل ها در محدوده تغییر شکل های بزرگ صورت گرفت. برای اطمینان از صحت عمل کرد مدل، چند گزارش آزمایشی متفاوت در رایانه شبیه سازی شده و با اصلاح مدل بهترین مدل هایی که نتایج مقبولی ارائه می دهند شناسایی شد. نتایج تحلیل ها بیانگر تأثیر عواملی از قبیل گسترش نواحی پلاستیک، گسترش سطوح لغزش در ناحیه تماس خاک با شمع، بزرگی مقدار نیروی اعمالی و زاویه اعمال نیرو بر جابجایی افقی و قائم شمع می باشد. در نهایت اثر تغییرات زاویه اصطکاک خاک و وزن مخصوص مصالح شمع بر رفتار شمع با نسبت لاغری پایین مورد بررسی قرار گرفت.

در مناطق شهری انسان عامل ایجاد عوامل متعدد ناپایدار کننده شیبهای خاکی از قبیل خاکبرداری، اعمال سربار های گوناگون و .... ، می باشد. بررسی تأثیر عوامل مذکور بر پایداری موضعی و کلی شیب خاکی نامحدود حائز اهمیت است. در این تحقیق صحت کارکرد نرم افزار abaqus با مدل سازی گل لغز masseria marino ،که طی دو دهه اخیر مورد مطالعه محققین ایتالیایی بوده است، و مقایسه نتایج مدل شیب نامحدود در نرم افزار، با نتایج در محل و نتایچ نرم افزار plaxis بررسی شده است. اثرات افزایش مراحل خاکبرداری، افزایش زاویه خاکریز روی شیب، اثر خاکبرداری در حضور لایه خاکی ضعیف تر نسبت به لایه خاک فوقانی شیب و اثر زاویه اتساع خاک شیب در مدل موهر کولومب و ضریب الاستیسیته مصالح خاکریز بر رفتار شیب بررسی شده است. با مطالعات پارامتریک بر روی عوامل مذکور مشاهده می شود که در صورت کاهش مقاومت خاک شیب، با افزایش مراحل خاکبرداری می توان از شکل گیری کرنش های خمیری و گسیختگی موضعی جدار خاکبرداری پیشگیری نمود. حضور لایه خاکی ضعیف تر در بستر شیب بر توزیع تنشها و کرنش های خمیری در هنگام خاکبرداری تأثیر گذار است. با افزایش ضخامت لایه ضعیف و کاهش مقاومت آن، از پایداری کلی شیب در مقابل لغزش نامحدود کاسته شده و گسترش کرنشهای خمیری در جهت تشکیل سطح لغزش موازی سطح شیب بیشتر می شود. محل تنشهای بیشینه و گسیختگی لغزشی شیب وابسته به ضخامت لایه ضعیف تر و مقاومت آن است. سربار ناشی از ایجاد خاکریز در صورت گستردگی بیشتر سطح آن (افزایش زاویه وجه جانبی) اثر کمتری بر ناپایداری شیب دارد. افزایش حجم خاک شیب در هنگام برش ( افزایش زاویه اتساع) و افزایش مدول الاستیسیته مصالح خاکریز از عوامل بهبود پایداری شیب هستند.

یکی از روش های فیزیکی اصلاح خاک، استفاده از المان های گسسته با توزیع تصادفی یا جهت دار، همچون الیاف است. تحقیقات زیادی بر روی خاک های مسلح شده با الیاف طبیعی و مصنوعی انجام شده است. اما در سال های اخیر، کاربرد مصالح کم هزینه ای همچون الیاف طبیعی، بیشتر مورد توجه جهانی قرار گرفته است. در این تحقیق، ابتدا رفتار برشی دو نوع خاک چسبنده و غیرچسبنده مسلح شده با الیاف انتخابی کاه جو و کنف، توسط آزمایش برش مستقیم تعیین شده است. در این آزمایشات از سه درصد وزنی با توزیع تصادفی و سه طول متفاوت در یک درصد وزنی معین از الیاف استفاده شده است. مشاهدات حاصل از آزمایشات بیان می کند که تحت شرایط مختلف، استفاده از الیاف طبیعی با درصدهای متفاوت ضمن کاهش دانسیته نمونه ها، در بعضی حالات باعث افزایش مقاومت برشی خاک می گردد. این تأثیر سبب بهبود مشخصات ژئوتکنیکی خاک های ضعیف برای استفاده به عنوان یک سازه خاکی خواهد شد. جهت تشخیص معنی دار بودن تأثیر افزودن الیاف و تغییرات رطوبت در اصلاح رفتار مقاومتی خاک، از تحلیل آماری anovaبر روی نتایج حاصل از آزمایشات استفاده شده است. همچنین به دلیل اهمیت تعیین نحوه و میزان ارتباط بین پارامترهای یک تسلیح کننده بر روی مقاومت کامپوزیت های خاکی، از شبکه عصبی مصنوعی (ann) با الگوریتم پس انتشار خطا در پیش بینی رفتار برشی خاک مسلح شده با الیاف طبیعی تحت تأثیر این پارامترها، استفاده شده است. پارامترهای لیفی مورد نظر شامل چگالی، ازدیاد طول تا حد پارگی، مدول الاستیک کششی و میزان جذب آب الیاف است. در این مدل سازی توابع فعال-سازی سیگموئید، تانژانت هیپربولیک و خطی برای شبکه عصبی mlp به کار گرفته شده است. همچنین نحوه تأثیرگذاری پارامترهای مختلف توسط تحلیل حساسیت بررسی شده است. نتایج شبکه عصبی نشان داده است که از میان الگوهای معرفی شده، شبکه دو لایه که شامل تابع سیگموئیدی به عنوان تابع محرک در هر دو لایه و 16 نرون در لایه مخفی بوده است، دارای رضایت بخش ترین پیش بینی است. همچنین مقایسه بین نتایج شبکه عصبی مصنوعی و نتایج آزمایشگاهی، نشان دهنده ارتباط قطعی پارامترهای لیفی و خواص مقاومتی خاک است.

خشک شدگی خاک ها و ترک خوردگی ناشی از آن، مواردی حیاتی در مهندسی زمین شناختی- زیست محیطی هستند. شکست ناشی از خشک شدگی به شدت بر نفوذپذیری تاثیرگذار است و می تواند به یکپارچگی سازه ها لطمه وارد نماید. علاوه بر این ترک خوردگی خاک دلیل عمده آسیب در سازه های متکی بر فوندانسیون است. با کاهش سرعت تحکیم و ظهور ترک های خشک شدگی، تراکم پذیری افزایش می یابد. ترک ها می توانند پیش درآمد آغاز شکست سطحی در بالای سدها و سدهای خاکی باشند. ارزیابی پتانسیل چنین آسیب هایی دشوار است، چون مکانیسم ها و متغیرهای اصلی فرایند، علی رغم ده ها سال تحقیق و پیشرفت هنوز به طور کامل درک نشده اند. در هنگام خشک شدن یک خاک رسی، به خاطر اتلاف آب در اثر تبخیر، انقباض و سپس ترک خوردگی در سطح خاک رخ می دهد. به نظر می رسد این پدیده وابسته به زمان است. اثر کاهش رطوبت بر عملکرد خاک ها به طور وسیعی بررسی شده است، که در اینجا کاهش طبیعی رطوبت به صورت تبخیر آزاد مورد توجه می باشد. برای انجام آزمایش ها، شرایط تبخیر با شدت های کم و متوسط و زیاد اعمال می شود و تغییرات مشخصات رفتاری خاک های ریزدانه بررسی می شود. ترک خوردگی ماکروسکوپی خاک همگن تنها در حضور شرایط مرزی و یا گرادیان رطوبتی ممکن می باشد، از جمله افزایش تدریجی تنش های کششی. نتایج آزمایش نشان می دهند که سرعت تبخیر آب با افزایش درجه حرارت افزایش می یابد، و در یک درجه حرارت ثابت دو مرحله اتلاف آب در طول خشک شدن می تواند شناخته شود : در مرحله اول سرعت ثابت منطقه ای که اتلاف آب در سرعت ثابت اتفاق می افتد، و در مرحله دوم سرعت تبخیر در یک سرعت نزولی اتفاق می افتد. به منظور بررسی تغییرات مشخصات رفتاری خاک های ریزدانه در اثر خشک شدن خاک، آزمایش هایی بر روی نمونه های آزمایشگاهی انجام شد و تأثیر شرایط خشک شدن از جمله سرعت تبخیر بر عملکرد خاک بررسی گردید که این نتایج می تواند نشان دهد که عمل تبخیر چه تأثیری بر پایداری سازه های خاکی (از جمله خاکریزهای رسی) و عملکرد ژئوتکنیکی خاک دارد. برای آماده کردن شرایط ساده برای مدلهای آزمایشی، آزمایشها در قالب هایی از جنس تفلون با سطح مقطع مستطیلی انجام شده است. طول قالب ها بزرگتر از عرض آنها هستند بنابراین ترکهای موازی در لایه های نازک ایجاد می شود. در هر آزمایش ترک خوردگی، چندین قالب مستطیلی با عرض ها و ضخامت های مختلف استفاده شده است. تعدادی از این آزمایشها برای مشاهده ترک آغازی و تکامل تدریجی و تعدادی دیگر برای اندازه گیری درصد رطوبت در طول مدت خشک شدن استفاده شده است. نتایج آزمایشها شامل تکامل تدریجی نمونه های ترک خورده و تاثیر سرعت خشک شدن است.

در این پایان نامه، با انجام آزمایش هایی بر روی مدل آزمایشگاهی، به بررسی تاثیر لایه ماسه ای مسلح شده بر ظرفیت باربری خاک نرم پرداخته شده است. در این راستا ابتدا دستگاهی جهت تعیین ظرفیت باربری پی نواری ساخته شد که اساس کار آن بر پایه قرارگیری خاک در مخزن و بارگذاری بر روی آن می باشد. طراحی این دستگاه کاملا بهینه است و شرایط کرنش صفحه ای بخوبی در آن رعایت شده است. تعداد 16 آزمایش صورت گرفته است که به دو گروه، آزمایش های بر روی خاک غیر مسلح و آزمایش های بر روی خاک مسلح شده، تقسیم می شوند. بستر خاکی دو لایه ای می باشد که خاک لایه زیرین، متشکل از ماسه نرم و خاک لایه رویین، متشکل از ماسه شکسته است. همچنین از ورق آلومینیوم خانگی و نوار فیلم ویدئو به عنوان المان های مسلح کننده استفاده شده است. روند انجام آزمایش ها به صورتی است که ابتدا ضخامت بهینه لایه ماسه شکسته واقع بر ماسه نرم، تعیین شده و پس از آن به مسلح سازی این لایه پرداخته شده است. حالت های مختلف مسلح سازی، از قبیل حالت افقی، عمودی، منحنی شکل و سیستم جدیدی که ترکیبی از حالت افقی و عمودی می باشد، بررسی شده و ظرفیت باربری آن ها در قالب کمیتی بدون بعد، با ظرفیت باربری حالت غیرمسلح مقایسه شده است. در آخر نیز، بهترین حالت که باعث افزایش بیشتر ظرفیت باربری و کاهش نشست می شود، تعیین شده است.

تحقیقاتی که تاکنون بر روی شمع های مخروطی صورت گرفته، نشان دهنده برتری این شمع ها نسبت به شمع های استوانه ای در میزان ظرفیت باربری است. در این پایان نامه با استفاده از روش تفاضل محدود عملکرد شمع های مخروطی در خاک ماسه ای مورد بررسی قرار می گیرد. نرم افزار مورد استفاده در این سری از تحلیل ها flac3d است. برای واسنجی نتایج تحلیل عددی توسط نرم افزار، از نتایج تجربی بارگذاری صحرایی و آزمایشگاهی استفاده شده است. بارگذاری ها در دو حالت بارگذاری قائم و بارگذاری افقی صورت گرفته است. شمع های مورد استفاده در این تحلیل ها در سه گروه مختلف با ارتفاع های متفاوت قرار دارد. هر گروه از شمع ها نیز به نوبه خود دارای دو دسته شمع با میانگین قطر یکسان هستند. در هر دسته شمع برای مقایسه نتایج، یک شمع استوانه ای نیز قرار دارد. تحلیل های صورت گرفته حاکی از برتری نسبی شمع های مخروطی نسبت به شمع های استوانه ای در بارگذاری قائم در خاک یکنواخت است. برای حالتی که شمع در خاک ماسه ای سست و نوک شمع بر روی خاک ماسه ای متراکم است، ظرفیت باربری شمع مخروطی از نمونه استوانه ای کمتر است. در همه حالات بارگذاری جانبی، شمع مخروطی عملکرد بهتری نسبت به شمع استوانه ای از خود نشان می دهد. در بارگذاری جانبی، ماکزیمم لنگر خمشی در یک سوم ارتفاع بالای شمع رخ می دهد که در این مکان شمع مخروطی دارای سطح مقطع بزرگتری نسبت به شمع استوانه ای است. همچنین ماکزیمم نیروی برشی در سرشمع رخ می دهد که برای این حالت نیز نمونه شمع مخروطی دارای توزیع مصالح بهتری است. در آخر اثر پارامترهای مختلف خاک بر روی ظرفیت باربری جانبی شمع مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحلیل ها افزایش پارامترهای مختلف خاک باعث افزایش ظرفیت باربری شمع می شود که از این میان تاثیر زاویه اصطکاک داخلی خاک از بقیه پارامترها بیشتر است و نسبت پوآسون خاک دارای کمترین میزان تاثیر است.

دیوارهای برشی در حقیقت دیوارهای بتن آرمه ای هستند که از سختی داخل صفحه ای بسیار زیاد برخوردار می باشند. این دیوارها مشابه یک تیر کنسولی قائم و عمیق عمل می کنند که برای ساختمان، پایداری جانبی ایجاد نموده و در مقابل برش ها و لنگرهای خمشی ناشی از بارهای جانبی مقاومت می کنند. یک الگوی دقیق برای دیوار برشی نیازمند بررسی همه مولفه های تحلیل، یعنی دیوار برشی، پی و خاک زیرین است. هدف این تحقیق، بررسی تأثیر ساختار غیرخطی خاک، بر روی شکل پذیری دیوارهای برشی در ساختمان های کوتاه مرتبه می باشد. یکی از روش ها، تحلیل کل سازه، پی و خاک زیر آن به صورت یکجا می باشد؛ اما این الگو دارای درجات آزادی زیاد و حجم محاسبات بسیار بالا می باشد و گاهی غیرخطی بودن خاک و همگرا نشدن جواب ها، مشکل ساز می شود. راه حل این مشکل، استفاده از روش های عددی مانند اجزای محدود، تفاوت های محدود و اجزای مرزی است. در این تحقیق، به منظور کاهش بیشتر حجم محاسبات، ابتدا محدوده خاک، با معیار قرار دادن میزان چرخش پایین دیوار برشی، برای چهار نوع پی با ابعاد مختلف و سه نوع خاک با مشخصات مختلف، توسط رابطه ای پیشنهاد می-شود. در ادامه، با تحلیل و طراحی یک ساختمان چهار طبقه بتنی دارای دیوار برشی، شکل-پذیری دیوار، با ساخت الگوی دیوار برشی، پی و خاک زیر آن در نرم افزار اجزای محدود آباکوس با روش تحلیل بار افزون، محاسبه و با حالت پایه گیردار مقایسه شده است. نتایج حاصل، کاهش قابل توجه شکل پذیری دیوار برشی را در حالت وجود خاک نسبت به حالت پایه گیردار نشان می دهد.

پی عنصری واسط بین خاک و سازه است که تنش های وارده توسط ستون ها را در سطحی وسیع تر گسترش داده و به زمین منتقل می کند. ساده ترین نوع پی، پی منفرد می باشد که در صورت افزایش بارهای موجود جهت رساندن تنش ها به حد تنش مجاز خاک ابعاد این پی ها افزایش یافته و نهایتاً به پی های گسترده تبدیل می شوند. در طراحی پی های گسترده معضلاتی همچون تخمین مدول واکنش بستر، معضلات بتن ریزی حجیم، حجم بالای بتن ریزی و آرماتورگذاری و... وجود دارد. مشکلات و معضلات یاد شده ضرورت استفاده از نوعی پی که این مشکلات را مرتفع نماید، آشکار می سازد. یکی از انواع پی که می تواند این مشکلات را مرتفع سازد پی منفرد چسبان است. این نوع پی سیستمی مرکب از پی های منفرد است که در بخشی از ارتفاع در مقطع تحتانی به یکدیگر متصل شده اند. این جدایش پی ها در مقطع فوقانی به صورت یک درز اجرایی کوچک است که باعث عدم انتقال ممان بین دو پی مجاور هم خواهد شد و این مساٌله منجر به حذف آرماتورهای فوقانی پی که قسمت اعظم آرماتورها را تشکیل می دهد، خواهد شد. پیوستگی قسمت تحتانی پی نقش شناژ را بین پی های منفرد ایفا می کند که باعث یکپارچگی پی ها، یکنواختی تنش های وارده و کنترل نشست های نسبی می شود. در اجرا یک سفره آرماتور برابر با مقدار آرماتور مورد نیاز برای پی منفرد در کف پی ها به صورت یکپارچه قرار داده می شود. هدف بهینه سازی ابعاد و مصالح مصرفی پی با افزایش فاصله ی درز اجرایی پی های منفرد، به دست آوردن فاصله ی مناسب جهت این درز و مقایسه اقتصادی بین پی های گسترده، منفرد چسبان و منفرد چسبان با عرض زیاد در دو ساختمان بادبندی و خمشی می باشد. برای دستیابی به بهترین فاصله ی این درز با استفاده از نرم افزار plaxis 2d v8.2 و با استفاده از مدل موهر – کولمب مناسب ترین فاصله به دست آمد و با توجه به فاصله ی مناسب به دست آمده و ترسیم دیاگرام های مربوطه محاسبات سازه ای انجام شده و مقایسه هایی بین نتایج به دست آمده صورت پذیرفت که با توجه به این نتایج پی منفرد چسبان با عرض زیاد نسبت به سایر پی های گسترده برتری نشان داد.

خاک های ریزدانه خاصی در طبیعت وجود دارد که به محض تماس یافتن با آب، به سرعت شسته می شوند. این خاک ها که معمولاً از نوع رس هستند، در صورت قرار گرفتن در معرض جریان آب حتی با سرعت جریان کم به سهولت شسته می شوند و فرسایش می-یابند. باتوجه به اینکه خاک های واگرا ازجمله خاک های مشکل آفرین در مهندسی ژئوتکنیک محسوب می شوند، به خصوص در طرح هایی نظیر سدهای خاکی و کانال های آبرسانی که تمرکز فشار آب داخل خاک وجود دارد دارای اهمیت زیادی است. متداول ترین روش ها برای تعیین واگرایی آزمایش سوراخ سوزنی، تعیین درصد نمک های محلول درآب منفذی، آزمایش هیدرومتری دوگانه و آزمایش کرامب می باشد. تاکنون روش های مختلفی برای تثبیت این نوع خاک ها ارائه شده است از جمله افزودن آهک، سولفات آلومینیم و یا سولفات کلسیم. از آنجایی که ملاس برای بهبود خواص خاک بستر مناسب می باشد و همچنین با محیط زیست سازگاری دارد،این پایان نامه به بررسی میزان واگرایی در نتیجه افزودن ملاس و تأثیر آن بر ویژگی های ژئوتکنیکی خاک از جمله تغییر حدود اتربرگ و حداکثر وزن مخصوص خشک می پردازد. بدین منظور دو نمونه خاک واگرا از استان های یزد و خوزستان تهیه شد و این نمونه ها با افزودن درصدهای مختلف ملاس تحت آزمایش های واگرایی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که برای خاک خوزستان با واگرایی نسبتاً زیاد، با افزودن 5/2 درصد ملاس نیشکر و برای خاک یزد با واگرایی متوسط، با افزودن 2 درصد ملاس نیشکر می توان از پدیده واگرایی جلوگیری نمود. که این تفاوت درصد ملاس به میزان واگرایی خاک بستگی دارد.

در این پایان نامه، با انجام آزمایش هایی برروی مدل آزمایشگاهی، به تحلیل اثر حفرات زیرزمینی بر ظرفیت باربری پی نواری واقع بر خاک مسلح پرداخته شده است، و اثر مفید استفاده از مسلح کننده ها در رفتار پوشش خاکی حفره های زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور یکسری آزمایش بر روی خاک ماسه ای انجام شد که شامل خاک مسلح و غیرمسلح است. خاک مورد استفاده ماسه سیلیسی رد شده از الک با چشمه 7/1 میلی متر می باشد. ضریب یکنواختی (cu) و خمیدگی (cc) آن به ترتیب برابر با 62/1 و 91/0 بوده که بر اساس سیستم طبقه بندی سیستم متحد، دارای نام اختصاری sp می باشد. وزن مخصوص ماسه سیلیسی در تمام آزمایش ها ?kn/m?^317است. حفره در نظر گرفته شده، حفره دایره ای شکل با قطر 10 سانتی متر بوده که نسبت عمق به قطر حفره برابر با 3 می باشد. از ورق نازک آلومینیوم پوشانده شده با ماسه نیز جهت مسلح سازی استفاده گردید که دلیل استفاده از این مسلح کننده اعمال نمودن اثر مقیاس بوده است. در این آزمایش ها به بررسی اثر متغییرها و پارامترهای مختلف سهیم در بهبود ظرفیت باربری پی نواری و کاهش نشست، پرداخته شده است. پارامترهای بررسی شده شامل عمق قرارگیری ولایه مسلح کننده و تعداد لایه های مسلح کننده می باشد. برای انجام این آزمایش ها و بررسی پارامترهای مذکور، یک مدل فیزیکی طراحی و ساخته شده است که با استفاده از آن می توان منحنی تنش نشست مربوط به پی نواری را برای پارامترهای مختلف بدست آورد. در این مدل فیزیکی شرایط کرنش صفحه ای به خوبی رعایت شده و ابعاد آن به گونه ای محاسبه شد که جدارها کمترین تاثیر را در رفتار خاک مورد بررسی داشته باشد. ذکر این نکته ضروری است که به علت متفاوت بودن سطح تنش در مدل فیزیکی با واقعیت، نمی توان عیناً از این نتایج در واقعیت بهره برد بلکه این نتایج تنها مربوط به بررسی اثر پارامترهای خاک مسلح، بر عملکرد و رفتار این نوع خاک ها (که بر روی حفره های زیرزمینی واقع شده اند) می باشند.

یکی از شاخه های علم مهندسی بررسی مناطق زلزله خیز جهت شناسایی ناحیه های گسله شده می باشد. وقتی در این مناطق زلزله رخ می دهد حرکت گسل سبب گسترش گسیختگی در میان لایه خاک به سطح زمین شده، این امر باعث تهدید سازه های سطحی می شود. در دهه ی اخیر مطالعات آزمایشگاهی و تحلیل های عددی روی اندرکنش بین فنداسیون و گسیختگی گسل انجام شده است، برطبق بررسی های انجام شده، مشاهده شد که فنداسیون کم عمق صلب تحت سربار سنگین می تواند گسیختگی ناشی از گسل(گسلش) را منحرف کند. این فنداسیون ها توانایی بیشتری در منحرف کردن گسلش، نسبت به فنداسیون تحت سربار سبک را دارند، این اندرکنش سبب چرخش فنداسیون نیز می شود. در مقابل فنداسیون انعطاف پذیر نمی تواند جابجایی تفاضلی سطح خاک را به چرخش تبدیل کند و فنداسیون خم می شود. در این مطالعه اثر مکان، عرض، صلبیت خمشی فنداسیون، فشار سربار فنداسیون، شرایط توپوگرافی سطح زمین و اثر حضور شمع با استفاده از روش تحلیل غیر خطی المان محدود بوسیله ی نرم افزار پلکسیس بر روی این اندرکنش بررسی شده است. همچنین پیشنهاداتی برای طراحی سازه ها در این مناطق ارائه شده است.

با توجه به روند رو به رشد ساخت سازه های بتنی و اهمیت کاهش وزن مرده این نوع سازه ها، تحقیقات زیادی در زمینه تکنولوژی بتن سبک سازه ای انجام شده است. افزایش مقاومت سبکدانه ها از یک سو و کاهش وزن سبک دانه ها و قابلیت تولید انبوه آن ها از سوی دیگر، باعث شده است تا ساخت سازه ها با بتن سبکدانه گسترش چشمگیری داشته باشد. یکی از اصلی ترین نقاط ضعف بتن های سبک سازه ای که باعث شده است تاکنون بتن سبک سازه ای جایگاه خود را در ساخت سازه های بتنی پیدا نکند، می توان به مقاومت پیوستگی کمتر میلگرد در این نوع بتن-ها نسبت به سایر بتن های سازه ای ساخته شده با سنگدانه های معمولی اشاره نمود. در این پایان نامه، نتایج تحقیقات آزمایشگاهی که در زمینه تأثیر میکروسیلیس روی مقاومت پیوستگی بین میلگرد و بتن سبک سازه ای صورت گرفته است، ارائه و بررسی می گردد. تأثیر جایگزینی 0، 5، 10، 15 درصد میکروسیلیس به جای سیمان روی مقاومت بیرون کشیدن میلگرد از بتن به صورت آزمایشگاهی ارزیابی شده است. ضمناً مقاومت فشاری و مقاومت کشش برزیلی و رابطه آن با مقاومت پیوستگی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این پژوهش نشان داد که کاربرد میکروسیلیس در بتن های سبک سازه ای می تواند تا 20 درصد مقاومت پیوستگی بین میلگرد و بتن سبک را افزایش داده و مهار میلگرد در بتن سبک دانه را بهبود -بخشد.

مطالعاتی که تاکنون بر روی شمع ها صورت گرفته است، عموما بر روی شمع های با مقطع ثابت بوده است. بررسی های اندکی که در مورد شمع های با مقطع متفاوت صورت پذیرفته است، این مطلب را بیان می کند که این شمع ها از نظر ظرفیت باربری دارای برتری نسبت به شمع های استوانه ای هستند. تاکنون برخی مطالعات پیرامون اندازه گیری ظرفیت باربری شمع های مخروطی که میدانی، آزمایشگاهی و نرم افزاری بوده است. در این مطالعات به بررسی ظرفیت باربری و همچنین میزان نشست شمع با زاویه های مخروطی مختلف پرداخته شده است و نتایجی در خصوص رابطه میان زاویه مخروط شدگی و ظرفیت باربری و نشست شمع بدست آمده است. در مطالعات انجام گرفته شده به بررسی ظرفیت باربری نوک شمع و همچنین جداره آن به طور دقیق پرداخته نشده و در برخی موارد به ارائه نمودار بسنده شده است. در این پایان نامه به بررسی میزان نیرویی که نوک و جداره شمع به طور مجزا تحمل می کنند، و به تبع آن به بررسی میان رابطه زاویه مخروط شدگی و ظرفیت باربری جداره و نوک شمع پرداخته می شود. روش کار به این گونه است که چهار نمونه شمع از جنس بتن مسلح با زوایای مخروط شدگی متفاوت در دو نوع خاک یکی از نوع ماسه بادی یزد و دیگری از نوع درشت دانه و گوشه دار که بصورت مصنوعی تولید شده است قرار داده شده و در قسمت انتهایی شمع (نوک شمع) از دستگاه سلول بار به منظور به دست آوردن نیروی منتقل شده از قسمت نوک شمع به خاک زیرین استفاده می شود. در هر مرحله با افزایش بارگذاری میزان نشست و همچنین میزان بار وارد شده از نوک شمع به دستگاه لودسل را اندازه گیری می شود. سپس با استفاده از روش های تعیین ظرفیت باربری از روی نمودار نیرو- نشست، به ظرفیت باربری شمع ها دست خواهیم یافت، نتایج حاصل شده بیانگر این امر بود که در ماسه شکسته تا زاویه مخروطی 2.45 درجه ظرفیت باربری افزایش یافته و در ماسه بادی با افزایش زاویه مخروطی ظرفیت باربری کاهش یافته است.

گسترش روز افزون فضاهای زیرزمینی به خصوص تونل های مترو در شهرهای پرجمعیت موجب اهمیت یافتن مطالعات در زمینه ارزیابی پیامدهای ناشی از حفر تونل شده است. از جمله پدیده های مهم ناشی از حفر تونل ها، وقوع نشست هایی در سطح زمین می باشد که این پدیده در مورد تونل های حفر شده در مناطق شهری از اهمیت زیادی برخوردار است. محققان بسیاری به ارائه روش های تجربی، تحلیلی و عددی متعددی برای برآورد میزان نشست زمین پرداخته اند، اما با توجه به پیچیدگی محیط پیرامون تونل ها از نظر ژئوتکنیکی و تعدد پارامترهای موثر بر نشست، نتایج پیش بینی شده بوسیله روش های ارائه شده، به تنهایی قابل اتکا نمی باشند. شبکه های عصبی مصنوعی از کارآمدترین روش ها در زمینه بررسی و پیش بینی نحوه ارتباط پارامترها مختلف با یکدیگر می باشند. در این پژوهش تلاش شده است تا با به کارگیری شبکه های عصبی مصنوعی، مدلی برای پیش بینی نشست سطح زمین در مجاورت تونل های شهری ارائه شود. برای ساخت مدل شبکه عصبی مربوطه از داده های گردآوری شده از پروژه تونل خط 2 قطار شهری مشهد استفاده شده است. مدل های بکار رفته در این پژوهش، شبکه هایی پیش خور با الگوریتم پس انتشار خطا بوده اند. برای ارزیابی مدل های شبکه عصبی از معیارهای میانگین مربعات خطا و ضریب همبستگی میان مقادیر اندازه گیری شده نشست و مقادیر خروجی شبکه، استفاده شده است. همچنین با استفاده از روش های مختلف آنالیز حساسیت میزان اهمیت هر یک از پارامترهای ورودی بر خروجی شبکه تعیین شده و در هر مرحله پارامترهای کم اهمیت تر حذف شده است. با توجه به اینکه مقادیر خطای پیش بینی برای هر چهار مدل بهینه در محدوده مجاز بوده است، بنابراین شبکه ای با 7 پارامتر در لایه ورودی (شامل پارامترهای ژئوتکنیکی، پارامترهای هندسی تونل و پارامتر فشار در سینه کارحفاری)، 24 گره در یک لایه پنهان و یک خروجی (نشست سطحی) با ضریب همبستگی 84/0 و 96/0 برای داده های ارزیابی و آزمون، کاربردی ترین مدل برای پیش بینی نشست سطحی زمین می باشد.

نقطه آغازین توجه به مساله اندرکنش خاک و سازه به سال 1904 برمی گردد. یعنی زمانی که لمب مطالعاتی رابر روی ارتعاشات یک نیم فضای الاستیک انجام داد. او پاسخ بار نقطه ای با ارتعاش هارمونیک را برروی نیم فضای الاستیک بررسی کرد و به عبارتی مساله بوسینسک را در حالت دینامیکی بسط داد. در دهه 1970 میلادی در پی افزایش تعداد سازه های مهم مانند راکتورهای اتمی، ساختمانهای بلند و پل های طویل، مسئله اندرکنش خاک – سازه به صورت جدی تری مورد توجه قرار گرفت. نتایج تحقیقات این دهه منجر به معرفی تابع امپدانس پاسخ دینامیکی خاک گردید. این تابع به نوعی سختی و میرایی خاک را بیان می کند و تابع فرکانس است، که از نظر ریاضی تابعی مختلط می باشد. محققان با استفاده از فرضیات ساده کننده و استفاده از فیزیک مساله و یا تقریب زدن توابع امپدانس با سیستمهای دینامیکی ، مدلهایی را براساس رفتار الاستیک خطی خاک بستر سازه، ارائه کردند. یکی از معروف ترین این مدلها مدل فنر –جرم– میراگر است. در نظر گرفتن اندرکنش خاک – سازه در بارگذاری لرزه ای سازه ها تاثیرگذار است. طراحی صحیح سازه های با سیستم دوگانه مستلزم شناخت دقیق رفتار این سازه ها و همچنین درک فرایند اندرکنش خاک – سازه است. با توجه به اینکه یکی از فاکتورهای مهم در تعیین نیروی زلزله ضریب رفتار ( r ) است، لذا این ضریب بر تحلیل و طراحی سازه اثر قابل توجهی دارد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر اندرکنش خاک – سازه برروی عملکرد قاب دوگانه شامل قاب خمشی بتن آرمه و دیوار برشی بتن آرمه است. برای انجام این تحقیق 12 نوع قاب در دو حالت: 1) با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه و2) بدون در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه برروی سه نوع خاک با سرعت موج برشیm/s375، m/s 175 و m/s 100 مطابق طبقه بندی آیین نامه 2800مدل شده اند و زمان تناوب سازه، ضریب رفتار و تغییرمکان نسبی طبقات در حالتهای مختلف با هم مقایسه شده است. جهت در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه از مدل فنر-جرم-میراگر استفاده شده است. به منظور تحلیل مدلها از تحلیل استاتیکی غیر خطی و تحلیل دینامیکی غیر خطی استفاده شده است. تحلیل مدلها توسط نرم افزارperform ver5.0 انجام شده است.نتایج بدست آمده از تحلیل ها نشان می دهد اعمال نکردن اندرکنش خاک – سازه خصوصا در خاکهای با سرعت موج برشی m/s 175 و m/s 100 در خلاف جهت اطمینان است .همچنین با افزایش ار تفاع سازه اثر اندرکنش خاک – سازه بر رفتار سازه ها کاهش می یابد.

حفاری تونل در مجاورت ساختمان های مرتفع و در حال بهره برداری در مناطق شهری، به دلیل عدم فضای کافی در سطح زمین، به موضوعی غیر قابل چشم پوشی تبدیل شده است. بررسی رفتار محیط خاکی در اثر احداث تونل یکی از مباحث مورد مطالعه در حوزه ی ژئوتکنیک است که در سال های اخیر مقالات و مطالعات زیادی را به خود اختصاص داده است. در اثر حفاری تونل در محیط های خاکی تغییر های قابل توجهی در قالب نشست سازه های سطحی و پی های عمیق مجاور در محدوده ی حفاری ایجاد می شود. در این راستا تاثیر حفاری تونل بر کاهش ظرفیت باربری گروه شمعِ مجاور تونل، در محیط های خاکیِ متفاوت، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از مدلسازی عددی به روش اجزای محدود استفاده شد. مدلسازی در محیط نرم افزاری المان محدود پلکسیس، صورت گرفت. تئوری کرنش صفحه ای و مدل رفتاری موهر-کلمب برای محیط خاکی منظور شد و برای افزایش دقت مدلسازی، المان های مثلثی 15 گره ای به کار گرفته شد. نتایج بدست آمده در مورد تاثیر حفاری تونل بر کاهش ظرفیت باربری گروه شمع در مجاورت تونل، در محیط های خاکی بر طبق هر یک از خصوصیت های محیط خاکی، خصوصیت های گروه شمع و خصوصیت های حفاری، ارائه شد. نتایج مربوط به خصوصیت های محیط خاکی، ناشی از تغییر در هر یک از پارامترهای زاویه ی اصطکاک داخلی، پارامتر چسبندگی، مدول الاستیسیته و نسبت پوآسون خاک، نشان داد که تاثیر مدول الاستیسیته ی خاک بیش از سایر پارامترها بود، بطوری که با تغییر از مقدار 25/16 تا 130 مگاپاسکال، کاهش ظرفیت باربری، به میزان 5/68 درصد، افزایش یافت. همچنین نتایج مربوط به خصوصیت های گروه شمع، ناشی از تغییر در هر یک از پارامترهای طول شمع (محل قرار گیری نوک شمع نسبت به محور تونل)، قطر شمع و فاصله ی مرکز به مرکز شمع ها در امتداد طولی تونل نشان داد که تاثیر طول شمع در محدوده ی 8 الی 17 متری، نسبت به سایر پارامترها بیشتر بود؛ بطوری که کاهش ظرفیت باربری، به میزان 43 درصد، کاهش یافت. بعلاوه، نتایج مربوط به خصوصیت های تونل، ناشی از تغییر در پارامترهای ضخامت پوشش تونل، قطر تونل و کاهش حجم تونل زنی (افت زمین)، نشان داد که تأثیر کاهش حجم تونل زنی بیشتر بوده؛ بطوری که با افزایش افت زمین از 1 تا 5 درصد، کاهش ظرفیت باربری، 2/5 برابر، افزایش یافت.

در سال های اخیر استفاده از پی های شمع-رادیه که در آن از رادیه و شمع ها به طور همزمان برای تحمل بار های وارده استفاده می شود، پذیرفته شده است. در این پایان نامه نیز سعی شده است تا با انجام برخی آزمایش های آزمایشگاهی قسمتی از تحقیقات انجام شده توسط محققین گذشته را گسترش دهیم.آزمایش های انجام شده بر روی 9 مدل فولادی آزمایشگاهی دارای تقارن محوری به صورت سیستم پی شمع-رادیه دایره ای و 4 مدل چوبی آزمایشگاهی دیگر نیز به صورت سیستم پی شمع-رادیه نواری که به صورت کرنش صفحه ای می باشد، انجام شده است. هدف از اجرای این تحقیق یافتن اثر هندسه شمع بر عملکرد پی شمع-رادیه بر اساس آزمایش های آزمایشگاهی می باشد. در این آزمایش ها بار در مرکز صفحه فولادی و چوبی به صورت عمودی، که در زیر آن یک شمع فولادی و یا یک صفحه چوبی با طول و سختی های متفاوت در هر مرحله( میلگرد هایی با قطر های 20،30 و 40 میلیمتر به طول های 20، 30 و 50 سانتی متر و یا صفحات چوبی به ضخامت 16 و 32 میلی متر و طول های 20 و 30 سانتی-متر) پیچ شده است وارد می شود. در این آزمایش ها، به پی باری قائم و بدون خروج از مرکز وارد می شود.خاک استفاده شده در این آزمایش ها از نوع ماسه بادی بد دانه بندی شده (sp) با d50 برابر 3/0 می باشد که بیشتر در ناحیه بیابانی ایران یافت می شود. با توجه به آزمایش های انجام گرفته در این پایان نامه با افزایش 50 و 100 درصدی قطر شمع های مورد استفاده در پی دایره ای ظرفیت باربری به ترتیب از 5/1 تا 1/21 و 7 تا 2/27 درصد افزایش یافته است. در حالیکه با افزایش 100 درصدی قطر شمع ها در مدل پی نواری ظرفیت باربری 5/4 تا 15/6 درصد افزایش داشته است. همچنین با افزایش 50 و 150 درصدی طول شمع های مورد استفاده در پی دایره ای ظرفیت باربری به ترتیب از 8 تا 53/11 و 33 تا 53 درصد افزایش یافته است. در حالیکه با افزایش 100 درصدی طول شمع ها در مدل پی نواری ظرفیت باربری 5/2 تا 5/14 درصد افزایش داشته است. همچنین در پایان با انجام مدلسازی عددی رفتار پی شمع-رادیه بررسی شده است. در این مدلسازی نیز سعی شده است تا تمام شرایط آزمایشگاهی مانند ابعاد مخزن و ابعاد مدل آزمایشگاهی و ... لحاظ شده باشد. میزان اختلاف نتایج مدل سازی و آزمایشگاهی به طور متوسط 10 درصد به دست آمده است.

امروزه، روش های مرسوم که برای تعیین فشار جانبی در دیوار های حائل استفاده می شوند، فرض اساس آن ها توزیع خطی فشار جانبی است. بر مبنای تحقیقات انجام شده، فرض توزیع خطی فشار جانبی محافظه کارانه بوده و روش های موجود اندرکنش بین خاک و دیوار را در نظر نمی گیرند. هیچ کدام از روش های موجود برای تعیین فشار جانبی، فرایندهای اجرای دیوار، نظیر اجرای مرحله ای خاک ریزی را در نظر نمی گیرند. از سوی دیگر، با اضافه شدن در میزان ارتفاع دیوار حائل، رفتار لایه های زیرین تأثیر مهمی بر عملکرد دیوارهای حائل دارد. در پژوهش حاضر، به منظور تحلیل اثر مقیاس بر عملکرد دیوارهای حائل از نرم افزار پلکسیس استفاده شد. همچنین، از دیوار حائل طره و سه ارتفاع 9، 11و 13 متری برای مدل سازی استفاده شد. ایده اصلی در مدل سازی مسئله مورد مطالعه، استفاده از یک تکیه گاه که حرکت در راستای افقی و قائم را مقید کند و فنر دورانی برای در نظر گرفتن سختی دورانی پی جایگزین مدل سازی سیستم خاک زیر پی و گروه شمع بود. همچنین، از دو نوع مصالح دانه ای متراکم و سست برای خاک ریز پشت دیوار حائل و نیز، برای در نظر گرفتن اثر عرض خاک ریزی، هندسه مدل در دو حالت حضور شیب خاکی و بدون حضور شیب خاکی تحلیل شد. از مدل رفتاری خاک سخت شده برای مدل سازی رفتار مصالح خاکی استفاده شده برای خاک ریز پشت دیوار استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش در میزان سختی دورانی پی، عمق غیر فعال افزایش یافت. همچنین، با در نظر گرفتن یک سختی دورانی پی مشابه در سه ارتفاع مورد بررسی، با افزایش در ارتفاع دیوار، عمق غیر فعال کاهش یافت. در مقایسه وضعیت شیب خاکی- ماسه متراکم با وضعیت شیب خاکی ماسه سست و همچنین در وضعیت بدون شیب خاکی- ماسه متراکم با وضعیت بدون شیب خاکی- ماسه سست میزان تغییر مکان ها، نیروی برایند حاصل از فشار جانبی و نیز عمق غیر فعال، کاهش یافت و با افزایش در ارتفاع دیوار در تمامی وضعیت های مورد بررسی، در لایه زیرین خاک ریز دیوار حائل، کاهش فشار جانبی مشاهده شد. علاوه بر این، با اضافه شدن در عرض خاک ریز، تفاوت مقادیر لنگر خمشی بیشتر شد.

طراحی شالوده های مهندسی به منظور انتقال و توزیع نیروهای وارده به لایه های خاکی و سنگی زیرین انجام می گیرد. مقاومت خاکی که شالوده بر روی آن قرار می گیرد از نوع برشی است و هنگامی که پی مقاومت برشی خود را از دست بدهد اصطلاحاً پی دچار گسیختگی می شود. در طبیعت لایه های آبرفتی عمدتا به صورت لایه ای وجود دارند که می تواند بر روی ظرفیت باربری شالوده اثر محسوسی بگذارند. وجه اشتراک اکثر مطالعات انجام شده، در نظر گرفتن لایه های خاک به صورت یکنواخت و افقی است. در واقعیت ممکن است پی بر روی لایه های خاک و یا بستر سنگی مورب قرار بگیرد. تاثیر مورب بودن خاک های لایه بندی شده اشباع بر عملکرد پی¬ به صورت دقیق در مطالعات گذشته بررسی نشده است. در این پایان نامه به کمک نرم افزار flac که مبنای آن روش تفاضل محدود است، اثر شیب دو لایه خاک رسی زه¬کشی نشده، اثر شیب بستر سنگی در عمق محدود و تاثیر زه¬کشی لایه های خاک بر ظرفیت باربری شالوده نواری واقع بر روی سطح زمین مطالعه شده است. نتایج تحلیل نشان می دهد، اگر نسبت مقاومت برشی زه¬کشی نشده ( نسبت مقاومت برشی لایه فوقانی به لایه تحتانی) کمتر از یک باشد، در نسبت عمق لایه اول به عرض پی ثابت، با افزایش شیب لایه بندی ظرفیت باربری کاهش پیدا می کند و اگر نسبت مقاومت برشی زه¬کشی نشده بزرگ تر از یک باشد، با افزایش شیب لایه بندی ظرفیت باربری افزایش می یابد. همچنین با افزایش نسبت عمق لایه اول به عرض پی، از اثر شیب لایه بندی کاسته می شود. با استفاده از نتایج حاصل شده ضرایب باربری چسبندگی اصلاح شده و به صورت جداول طراحی برای مقاصد عملی تهیه شده اند.

در این تحقیق، تأثیر پارامترهای مختلف بر ظرفیت باربری دینامیکی پی های سطحی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. همان گونه که از نتایج حاصل از پژوهش های محققین برمی آید، ظرفیت باربری پی های سطحی تحت بارهای دینامیکی به شدت کاهش می یابد. در روش های تحلیلی انجام شده در گذشته، تأثیر عوامل مختلفی همچون مدت زمان اعمال بار دینامیکی، فرکانس و غیره بر روی ظرفیت باربری دینامیکی پی ها در نظر گرفته نمی شد و لذا مکانیسم صحیحی برای گسیختگی زیر پی به دست نمی آمد. امروزه با وجود روش های عددی همچون اجزای محدود و نرم افزارهای مختلف نوشته شده در این زمینه، لزوم بررسی های بیشتر موضوع ایجاد شده است. مدل سازی های انجام شده در این پایان نامه تماماً در فضای سه بعدی و به کمک نرم افزار اجزای محدودی abaqus 6.13-1 صورت گرفته است. برای مدل سازی خصوصیات خاک زیر پی از سه نوع خاک ماسه ای با پارامترهای مختلف و با فرض مدل رفتاری موهر-کولمب به صورت الاستوپلاستیک کامل استفاده شده است. برای مش بندی مدل از المان های آجری خطی هشت گرهی با انتگرال گیری کاهش یافته کمک گرفته شده است. تحریک زلزله به صورت شتاب با فرکانس های مختلف و تنها به صورت افقی به مرزهای تحتانی مسئله اعمال شده است. شرط مرزی مورد استفاده در این تحقیق، تکیه گاه ساده با مرزهای دور و با درنظرگرفتن سنگ بستر در عمق 50 متری می باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در محدوده ی فرضیات صورت گرفته، با افزایش شتاب افقی زلزله، ظرفیت باربری کاهش می یابد. این در حالی است که آهنگ کاهش ظرفیت باربری برای خاک های با زاویه ی اصطکاک داخلی بیشتر، افزون تر است. همچنین افزایش مدت زمان اعمال بار لرزه ای و کاهش وزن مخصوص خاک، باعث کاهش ظرفیت باربری دینامیکی پی های سطحی می شود. تنها عاملی که تأثیری بر ظرفیت باربری ندارد، مدول الاستیسیته ی خاک است. همچنین با مقایسه ی ظرفیت باربری دینامیکی در حالت سه بعدی با تحقیقات انجام شده ی مشابه در حالت دوبعدی می توان گفت با توجه به پیچیدگی مدل سازی های سه بعدی، حتی المقدور برای سازه های با درجه ی اهمیت بالا از آنالیزهای دینامیکی سه بعدی برای تعیین ظرفیت باربری استفاده شده تا هم از لحاظ اقتصادی، مقرون به صرفه تر باشد و هم اطمینان بیشتری از طراحی صورت گرفته حاصل شود.

در این پایان نامه سعی شده است جدیدترین و بهترین مدلهای محاسباتی خزش ارائه شود. سپس مدل خزش خاک نرم که مدل محاسباتی نرم افزار laxis می باشد به طور کامل تشریح شده و در پایان نامه برای بررسی خزش از این مدل که یکی از بهترین و دقیق ترین مدلهای محاسباتی خزش می باشد استفاده شده است.

خاک آلی به عنوان لایه ای با درصد رطوبت طبیعی بالا و میزان مواد اورگانیک زیاد شناخته می شود و میزان نشست و ظرفیت باربری کم این خاک به دلیل همین خصوصیات ضعیف می باشد. از این رو تثبیت آن بسیار مهم و حیاتی است. در طی چندین دهه گذشته انباشته شدن لاستیک های فرسوده به یک معضل محیط زیستی در کل جهان تبدیل شده است. یکی از مهمترین مصارف این ضایعات در پروژه های عمرانی استفاده از آن ها به صورت خرده لاستیک و یا پودر لاستیک به عنوان تقویت کننده خاک های ضعیف از جمله خاک آلی می باشد. هدف این پژوهش تثبیت فیزیکی خاک با خرده های لاستیک و تثبیت شیمیایی با مصالحی مانند سیمان پرتلند معمولی، گچ و آهک می باشد. شایان ذکر است مطالعات بر روی بررسی افزایش پایداری، ظرفیت باربری و مقاومت خاک آلی تثبیت شده انجام پذیرفته است. همچنین عملکرد خاک آلی تثبیت شده به عنوان بستر راه مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور ترکیبات مختلفی از خرده لاستیک (با درصدهای وزنی مختلف 5%، 10%، 15% و 20%) همراه با مقدار ثابت ماسه بادی به میزان 400 کیلوگرم در هر متر مکعب خاک، به خاک آلی نمونه برداری شده از منطقه ای به نام چغاخور واقع در 140 کیلومتری اصفهان اضافه گردید. آزمایشات مقاومت تک محوری، برش مستقیم و تعیین ضریب نفوذپذیری با بار آبی افتان بر روی نمونه های تثبیت شده و دست نخورده خاک آلی انجام گرفت. در این آزمایشات پارامترهای مقاومت تک محوری، مدول الاستیسیته، ضریب چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و نفوذپذیری نمونه های تثبیت شده و تثبیت نشده برآورد گردید. با مقایسه نتایج آزمایشگاهی، نمونه با 10% خرده لاستیک بیشترین افزایش مقاومت تک محوری را از خود نشان داد (2/64 برابر خاک آلی تثبیت نشده). نمونه های با 10% خرده لاستیک به صورت جداگانه با درصدهای مختلف 5%، 10% و 15% سیمان پرتلند معمولی، گچ و آهک زنده صنعتی خشک مخلوط گردیدند. همچنین آزمایشات مقاومت تک محوری و برش مستقیم بر روی این نمونه ها در سنین 7، 14 و 28 روز عمل آوری در زیر آب، صورت پذیرفت. با توجه به نتایج آزمایشگاهی، مشخص گردید که نمونه با 10% خرده لاستیک، 15% سیمان به همراه ماسه پس از 28 روز عمل آوری بیشترین افزایش پارامترهای مقاومت تک محوری (7/122 برابر خاک آلی تثبیت نشده)، ضریب چسبندگی (5/16 برابر خاک آلی تثبیت نشده) و زاویه اصطکاک داخلی (4/1 برابر خاک آلی تثبیت نشده) را در مقایسه با بقیه نمونه ها به همراه داشت. این در حالی است که در تمامی نمونه ها پارامترهای مقاومتی ذکر شده افزایش چشمگیری نسبت به خاک آلی تثبیت نشده از خود نشان دادند. نمونه با ترکیبات بهینه به عنوان بستر راه در نرم افزار المان محدود abaqus مدل سازی گردید و پس از شبیه سازی لایه های مختلف راه اعم از رویه، اساس و زیراساس قرار گرفته بر روی بستر خاک آلی اصلاح شده اخیر و قرار دادن بار استاتیکی چرخ کامیون استاندارد بر روی لایه رویه، به بررسی کارآیی خاک آلی تثبیت شده بر مبنای نشست حداکثر لایه رویه و مقایسه با نشست مجاز استاندارد به عنوان بستر راه، مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی ریز ساختار نمونه های تثبیت شده و تثبیت نشده و قضاوت بر روی تغییر ساختار نمونه ها، آزمایش میکروسکوپ الکترونی روبشی و ایکس ری فلورسنس بر روی نمونه ها صورت گرفت. نتایج آزمایشات میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که به علت نقش ماسه به عنوان فیلر، آهک، گچ و سیمان با فرآیند پزولانی و هیدراتاسیون و آهک با نقش افزایش دهنده ph، حفرات ناچیزی در خاک تثبیت شده قابل مشاهده است. همچنین بر طبق نتایج آزمایش ایکس ری فلورسنس مشخص گردید که افزودن موادی همچون سیمان، آهک و گچ به خاک آلی باعث تولید مقادیر بالایی از عناصر سیلیسیوم، گوگرد، آلومینیوم، کلسیم، اکسیژن و آهن می شود؛ که این عناصر در ایجاد واکنشهای پزولانیک و هیدراتاسیون بسیار حایز اهمیت می باشند.

در دنیای امروز با پیشرفت تکنولوژی و افزایش تأثیر پارامتر های اقتصادی بر کیفیت و اجرایی شدن پروژه ها، نیاز به یافتن بهترین راه حل مسائل و مشکلات به شدت قابل لمس بوده و مطالعات بیشتری را طلب می کند. یک دسته از این مسائل مربوط به پروژه های پایداری و افزایش مقاومت دیواره ها، شیروانی ها و دیگر قسمت های معادن، تونل ها و سدهاست. راه حل های مختلفی برای این موضوع از جمله شمع کوبی، راک بولت، تغییر شیب دیواره، تزریق دوغاب و غیره وجود دارد که هرکدام با توجه به شرایط اجرا کاربرد مختص به خود را دارند. در این پروژه به بررسی تزریق، شرایط آن و تأثیرش بر پارامتر های مقاومتی سنگ پرداخته شده است، که در ابتدا به بیان مفهوم و معرفی تزریق پرداخته شده واز کاربرد ها و اهداف تزریق سخن به میان آمده است تا در ادامه مروری بر مطالعات انجام شده در این زمینه صورت گیرد و روش ها، پارامتر ها و قوانین حاکم بر تزریق بیان گردد و ترکیب مواد تشکیل دهنده تزریق و خصوصیات آن ذکر شود. در ادامهروند ساخت دستگاه تزریق تشریح می شود و اجزای سازنده، ویژگی ها، کاربرد و نحوه کار این دستگاه توضیح داده می شود. تست ها و آزمایش های انجام شده به وسیله این دستگاه حاکی از کیفیت و دقت عملکرد آن بوده و داده های برداشت شده از موفقیت ساخت آن سخن می گوید. کاربرد های این دستگاه شامل تزریق نمونه های خاکی، ماسه ای، درزه های سنگی و غیره است. با کمک دستگاه مذکور و قالب های مکعبی، ساختنمونه های بتنی درزه دار (تک درزه) با زبری های 0، 10 و 20 براساس جدول بارتن صورت پذیرفت و پارامتر های مقاومتی سطوح درزه مورد بررسی قرار گرفته است. این پارامتر ها شامل تنش برشی، سختی برشی، چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی می باشند. با انجام عملیات تزریق بر روی نمونه ها و ترسیم نمودار ها و جداول نتایج حاصل از تست برشی جانبی نمونه های تزریق شده و تزریق نشده، نتایج جالب و در خور توجهی بدست آمد. این نتایج دال بر موفقیت آمیز بودن فرآیند تزریق بر افزایش پارامتر های مقاومتی سطوح درزه نمونه ها می باشد. با انجام تزریق در نمونه ها با زبری 0، 10 و 20 چسبندگی به ترتیب تا حدود 100، 80 و 50 درصد افزایش داشته و زاویه اصطکاک داخلی نیز پس از تزریق در این سطوح به ترتیب 5، 4 و 13 درجه افزایش داشته اند، که جالب توجه است. مقاومت برشی درزه ها با توجه به زبری و تنش قائم، بین 50 تا 80 درصد افزایش یافته اند. سختی برشی نیز رشد مناسبی داشته که به طور کامل شرح داده شده است. بدین ترتیب می توان این عملکرد این دستگاه و فرآیند را موفق ارزیابی نمود و از آن برای اجرای پروژه هایی در مقیاس بزرگ و فراتر از آزمایشگاه به کار گرفت.

به علت استفاده از پی های شمعی در زیر سازه های مهمی همچون دودکش های بلند، برج های تلویزیون، ساختمان های بلند، دیوارهای حایل با ارتفاع زیاد، سازه های دریایی و غیره ، طراحی ایمن و اقتصادی این نوع پی ها تحت بار های دینامیکی جانبی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در ابتدا این تحقیق، پیچیدگی های موجود در مسائل مربوط به رفتار شمع ها و مسئله اندرکنش شمع-خاک به همراه اثرات ناشی از نیروهای زلزله بررسی شده و انواع روش های موجود در تحلیل این فونداسیون ها بیان گردیده است. اندرکنش بین اجزای فونداسیون گسترده متکی بر شمع تاثیر قابل ملاحظه ای در تحلیل داشته در نتیجه اثرات اندرکنش به طور کامل در نظرگرفته شده است. نرم افزار مورد استفاده در تحلیل مدل ها، abaqus 6.10 بوده که بر اساس روش اجزای محدود می باشد. صحت نتایج حاصل از نرم افزار با استفاده از دو مثال کاربردی که در مقالات آمده اند، بررسی شده است. در تحقیقاتی که تا کنون انجام گرفته، تاثیر حوزه نزدیک و حوزه دور بر روی پی گسترده متکی بر شمع، به ندرت مورد مطالعه قرار گرفته است. برای جلوگیری از پراکندگی نتایج در ابتدا شتاب نگاشت ها مقیاس گردیده اند، سپس عملکرد فونداسیون گسترده متکی بر شمع در خاک دولایه مورد مطالعه قرار گرفته است. اثرات ضخامت شالوده گسترده، طول و قطر شمع تحت شتاب نگاشت زلزله بم در یک حوزه نزدیک و دور حوزه دور مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، که با افزایش ضخامت فونداسیون گسترده متکی بر شمع، نشست کلی و اختلافی کاهش یافته و میزان لنگر انتقال یافته به سرشمع افزایش یافته است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

دراین پروژه از فصلهای اول تا پنجم رفتار عمومی ستونهای مختلط بر مبنای کارهای تحقیقاتی انجام گرفته در این زمینه بررسی می شود. این رفتارها شامل معرفی و مزیت استفاده از این ستونها، بررسی خواص بتن و فولاد و نیز روشهای تحلیل مقاطع مختلط ، بررسی چسبندگی بتن به فولاد می باشند.در فصلهای ششم، سعی شده است روشی برای طراحی تیر-ستونهای فلزی پرشده از بتن ، ارائه شود که علاوه بر هماهنگی با آئین نامه های معتبر، برای طراحی دفاتر مهندسی کاملا عملی و مناسب باشد. بدین منظور روش گام به گام طراحی تیر-ستونهای فلزی پرشده از بتن در دو حالت ستون کوتاه و ستون لاغر آورده شده است. در فصل هفتم به بررسی کامل دو نمونه از آزمایشهای انجام شده بر روی ستونهای فلزی پرشده از بتن پرداخته شده است. در فصل هشتم به بررسی رفتار غیرخطی مدل سه بعدی ستونهای فلزی پرشده از بتن توسط روش اجزای محدود پرداخته و نتایج حاصله از روش اجزای محدود با نتایج تحقیقات آزمایشگاهی ، مقایسه گردیده است. همچنین نتایج حاصله از تحلیل با نتایج حاصل از روش طرح ‏‎lrfd‎‏ مقایسه شده تا عملکرد این روش مشخص گردد.در فصل نهم به بررسی رفتار غیرخطی مدل سه بعدی تیر-ستونهای فلزی پرشده از بتن توسط روش اجزای محدود پرداخته و نتایج حاصله از روش اجزای محدود با نتایج تحقیقات آزمایشگاهی ، مقایسه شده است. همچنین نتایج حاصله از تحلیل با نتایج حاصل از روش طرح ‏‎bs5400‎‏ مقایسه شده تا عملکرد این روش مشخص گردد. درادامه منحنی اندرکنش نیروی محوری -لنگر خمشی برای مقاطع مختلف مربعی و دایره ای رسم شده است. دربخش پایانی علاوه بر جمع بندی و نتیجه گیری کلی از مطالب ارائه شده در فصول قبل ، نیازهای پژوهشی آینده نیز ارائه گردیده است.

ساخت بتن با ترکیبات و یا افزودنیهای مختلف و دست یافتن به خواص مطلوبی از بتن در سالهای گذشته همواره مورد تحقیق تئوری و عملی بسیاری از پژوهشگران مختلف بوده است.تا با افزودن افزودنیها یا مصالح خاصی یا ترکیب و دانه بندی های مختلف گامهایی در زمینه بهبود کیفیت بتن برداشته شود.از جمله مواد و مصالحی که به وفور در حواشی استان یزد یافت می شود ، ماسه بادی با مدول نرمی نسبتا پائین می باشد که با توجه به بالا بودن مدول نرمی ماسه شسته در یزد نسبت به استاندارد آن می توان با افزودن ماسه بادی به آن ، مدول نرمی ترکیب را پائین آورد و دانه بندی را اصلاح نموده و در نتیجه مقاومت مطلوبی را داشته باشیم.