معرفی سیستم های خط لوله به عنوان شریان های حیاتی بیانگر اهمیت عملکرد آنها در حفظ ایمنی و سلامت عموم می باشد. اگر تأسیــساتی در یـک زلزله صـدمه ببیـند، نه تـنها بیـم تلف شدن خدمـات و محصولات می رود، بلکه احتمال اینـکه چنین صـدمه ای برای کارکنان آن تأسـیسات، محیـط زیست و عـامه مردم مستقیما خطر آفرین باشد نیز هست. یک سیستم خط لوله به علت گستردگی و گذر از یک ناحیه جغرافیایی وسیع، ممکن است با خطرات لرزه ای مختلف و شرایط گوناگون خاک، مواجه شود لذا بررسی آن ها تحت عوامل ناشی از زلزله از اهمیت ویژه ای برخوردار است. انتشار امواج و برخورد آن ها با لوله های مدفون از جمله عواملی است که در هنگام وقوع زلزله لوله ها را تهدید می کند، موضوعی که در این تحقیق به آن پرداخته می شود. برای این منظور از دو مدل تیر و پوسته برای شبیه سازی رفتار لوله و از المان های واسط برای مدل سازی خاک اطراف لوله استفاده شده است. المان های واسط به جای فنر بکار برده شده اند چراکه در مقایسه با فنر ها قابلیت شبیه سازی رفتار دقیقتر خاک با خاصیت سخت شوندگی تحت بارگذاری سیکلی را دارا می باشند. همچنین سعی شده از یک شرایط مرزی در انتهای لوله ها استفاده شود که طول بی نهایت لوله ها را شبیه سازی نماید. تاثیر زاویه انتشار موج در صفحات قائم و افق روی پاسخ لوله در خم که موجب تاخیر فاز در ارتعاش لوله ها می شود از جمله موارد بررسی شده در این تحقیق بشمار می رود. زاویه خم از جمله پارامتر های مهم در پاسخ لوله ی مدفون می باشد و خم هایی با زاویه ای در بازه 5/112 تا 5/157 معمولا کرنش های بیشتری را تجربه می کنند. انتشار موج با زاویه صفر درجه در صفحه قائم و موازی با یکی از شاخه های خم در صفحه افق، بیشترین تاثیر را روی پاسخ لوله ها داشته و دیگر اینکه ضخامت لوله و عمق مدفون از دیگر پارامتر های تاثیر گذار روی پاسخ لوله در زانویی می باشند که البته متناسب با جنس خاک مقدار تاثیر آن ها کم و زیاد می شود. لوله ها در خاک های سفت دارای لغزش کمتر و کرنش های محوری بیشتری می باشند. سطح پاسخ در مدل سازی لوله با المان پوسته در مقایسه با مدل تیری تفاوت چندانی ندارد وفقط در مشاهده تغییرات سطح مقطع مدل پوسته ارجحیت دارد. در انتها لازم به ذکر است که ماکزیمم مقدار کرنش ها در لوله های مدفون در اثر انتشار موج منجر به تغییر شکل های پلاستیک و نهایتا کمانش های موضعی می شود که نشان از فاصله زیاد سطح کرنش ها تا حد گسیختگی دارد.

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.

سیستم پی گسترده شمعی این تحقیق براساس کنترل نشست ها می باشد و تغییرات ابعاد و آرایش سیستم به منظور کاهش نشست ها و خیز جانبی سیستم انجام گرفته اند. روش تحلیل در این تحقیق، روش اجزا محدود می باشد. پی گسترده شمعی به صورت الاستیک خطی و خاک به صورت الاستوپلاستیک با مدل رفتاری موهر-کولمب درنظر گرفته شده اند. بررسی ها بر روی پارامترهایی مانند فاصله بین شمع ها، طول شمع ها، قطر شمع ها، مقادیر بارگذاری قائم مختلف، مقادیر بارگذاری جانبی مختلف، تعداد شمع ها و نسبت مدول الاستیسیته شمع ها به خاک برای دو حالت گروه شمع با طول های یکسان و گروه شمع با طول های متفاوت(مجموع طول شمع ها ثابت)انجام گرفته است

گسترش روز افزون پروژه های عمرانی ، عدم خواص مهندسی مناسب خاک ها ، تولید محصولات پلیمری متنوع و استفاده مناسب از لاستیک های فرسوده از عوامل اصلی انجام تحقیق حاضر شد. برای تثبیت ماسه بادی از دو نوع پلیمر پلی ونیل استات و اکرلیک رزین و پودر لاستیک استفاده شد. نمونه های ساخته شده تحت آزمایشات تک محوری و برش مستقیم قرار گرفتند .اثر درصد پلیمر و پودر لاستیک بر مقاومت فشاری نمونه ها در بازه های زمانی 1روز،3روز،7روز،14روز و 28روز و مدول الاستیسیته نمونه های ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت .اثر حرارت ، نمک طعام ،رطوبت و تغییرات دانه بندی (اضافه کردن خاک رس) بر مقاومت فشاری نمونه های تثبیت شده از دیگر موارد مورد بررسی بود. زاویه اصطکاک داخلی،چسبندگی و مقاومت برشی خاک تثبیت شده با نمونه کنترل(نمونه فاقد پلیمر و پودر لاستیک) مقایسه شد. نتایج نشان داد که استفاده از مخلوط پلیمرهای مذکور و پودر لاستیک افزایش قابل ملاحظه ای در مقاومت فشاری و پارامترهای مقاومت برشی خاک ایجاد می کند. مقاومت فشاری تک محوری نمونه ها به 62/2 مگاپاسکال برای نمونه های تثبیت شده با اکرلیک رزین و به 72/2 مگاپاسکال برای نمونه های تثبیت شده با پلی ونیل استات رسید. در نهیت نتایج مورد بحث و بررسی قرار گرفت.