در تحقیق حاضر باکمک مدلسازی عددی نشست پی های سطحی با کمک نرم افزار المان محدود سه بعدی plaxis جنبه های بیشتری از نحوه نشست آنی زهکشی نشده مورد بررسی قرار می گیرد.برای این منظور تحلیل های پارامتریک متعددی انجام گردیدند. که این پارامتر ها شامل نسبت های مختلف ابعاد پی,از 1 تا 10,ضخامت پی از 1 تا 4 متر,نسبت عمق مدفون پی از 0 تا 3,نسبت عمق خاک زیر پی از 1 تا 5,مشخصات خاک شامل 4 مدل خاک و مقادیر مختلف بارگذاری می باشند.کلیه نتایج تحلیل به کمک نرم افزار المان محدود plaxis 3d foundation با تنایج خاصل از روش های موجود محاسبه نشست آنی رس های اشباع نیز مورد مقاسیه قرار گرفته و صحت و دقت آنها مورد بررسی و به صورت نمودار هایی جهت استفاده در طراحی نشست آنی ترسیم شده است.نتایج عددی حاصل از مدلسازی در مقایسه با مقادیر بدست آمده از روابط حاکی از آن است که نتایج تحلیل عددی بدست آمده در راستای مطالعه رفتار پی های سطحی مورد تایید می باشد.

علم مکانیک خاک کلاسیک، به بررسی رفتار مهندسی خاکها در حالت کاملاً اشباع می پردازد، و این در حالی است که رفتار خاکهای نیمه اشباع تفاوت زیادی با رفتار آنها در شرایط کاملاً اشباع دارد. از طرفی بخشهای بزرگی از لایه های سطحی زمین که سهم اصلی در تحمل بارهای وارده را دارند و در محدوده تنش های رو سازه هستند ، از خاکهای غیر اشباع تشکیل شده اند.مشکلات آزمایشگاهی و پیچیدگی های تئوری ، همانند اندازه گیری مستقیمِ مکش، سبب گردیده است ، توسعه و پیشرفت درک رفتار خاکهای نیمه اشباع به کندی پیش رود. در این پایان نامه به بررسی نشست تحکیمی خاک ریزدانه رسی غیر اشباع با توجه به پارامترهای موثر ساده آزمایشگاهی پرداخته شده است.در ابتدا اصول مکانیک خاکهای غیر اشباع به طور کامل شرح داده شده و در ادامه روابط ارائه شده توسط محققین و دانشمندان ، در خصوص تحکیم خاکهای غیر اشباع بیان گردیده است. برای مطالعه نشست تحکیمی خاک رس مذکور،مجموعه ای از آزمایشهای تحکیم یک بعدی در دو حالت اشباع و غیر اشباع انجام شده اند. در نهایت با استفاده از نتایج و داده های آزمایشگاهی بدست آمده از انجام آزمایشهای تحکیم،بر روی نمونه های رسی در دو حالت غیر اشباع و کاملاً اشباع ، مدل ساده جدیدی به صورت تابع لگاریتم طبیعی ، برای تعیین نشست تحکیمی خاکهای ریزدانه رسی در حالت غیر اشباع بر اساس پارامترهای موثر ساده آزمایشگاهی ارائه گردید.اساس کار در ارائه این رابطه ، سیر تدریجی و پیوستگی روند نشست تحکیمی از حالت نیمه اشباع به اشباع کامل است.پارامترهای موثر مورد استفاده در رابطه مذکور ، درجه اشباع ، وزن مخصوص خشک ونشانه فشردگی می باشند. هدف اصلی در این تحقیق ،ارائه رابطه نشست تحکیمی خاکهای ریزدانه رسی غیر اشباع بدون در نظرگیری اثرات مکش می باشد،تا مدل مذکور کاربرد عمومی داشته باشد.

استفاده از فناوری جدید تسلیح خاک به کمک کیسه های پلیمری در ساخت سازه های ساحلی و خاکی به علت سهولت در حمل واجراء، دوام و پایداری مناسب در سراسر دنیا مورد توجه بسیار قرار گرفته است. سازه های تسلیح شده با کیسه های خاک از مزایای فنی و اقتصادی فراوانی نسبت به سازه های مشابه بتنی و سنگی برخوردارند. درابتدای این پایان نامه با نگاهی بر تکنولوژی سیستم کیسه - خاک، بکارگیری این محصولات به همراه مزایا و معایب آنها بخصوص در زمینه های حفاظت از سواحل و احداث سازه های خاکی مورد بررسی قرارگرفته است. هنگامی که سیستم کیسه - خاک متحمل نیروی خارجی می شود، نیروی کششی در لفاف کیسه پلیمری رُخ می دهد، که این امر موجب افزایش ظرفیت باربری سیستم کیسه - خاک خواهد شد. هدف اصلی این پایان نامه بررسی رفتار سیستم کیسه - خاک تحت بارگذاری قائم، با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus در حالت سه بعدی است. سپس تاثیر مشخصات مصالح خاک و کیسه پلیمری و همچنین مشخصات سطح اشتراک خاک - کیسه بر روی ظرفیت باربری نهایی سیستم کیسه - خاک بررسی شده است. رفتار مکانیکی مصالح خاک با مدل موهر- کلمب و برای کیسه پلیمری، مدل الاستو پلاستیک کامل تعریف شده است. سپس مطالعات آزمایشگاهی به منظور ارزیابی ظرفیت باربری سیستم کیسه - خاک، بر روی کیسه پلیمری پر شده از ماسه تحت بارهای قائم انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش اصطکاک بین مصالح دانه ای و غشای کیسه پلیمری، ظرفیت باربری قائم سیستم کیسه - خاک تحت بارگذاری قائم افزایش خواهد یافت. توافق خوبی بین بررسی مدل های آزمایشگاهی و عددی بعد از مقایسه نتایج، مشاهده شده است.

تحقیقات محققین مهندسی زلزله نشان می دهد که ساختار پروفیل خاک زیر پی سازه ها بر روی رفتار دینامیکی آنها تاثیر می گذارد. پاسخ دینامیکی سازه به همراه روسازه و پی زیرین آن تحت لرز ه های شدید اعمالی ، متغیری از نوع خاک زیر شالوده بوده ، لذا بدون درنظر گرفتن تاثیر آن نمی توان تخمین واقع گرایانه ای از نیروهای اعمالی زلزله بر سازه داشت. همچنین خصوصیات محلی خاک مانند جنس خاک، لایه ای بودن خاک و نیز تغییرات عمق لایه از عوامل موثر بر رفتار لرزه ای سازه می باشد که باید مورد بررسی قرار گر فته و نیز در تحلیل ا ندرکنشی سازه و پی لحاظ گردد . بنابراین بنظر می رسد بررسی رفتار لرزه ای سازه بدون لحاظ نمودن اثر خاک منجر به نتایج واقعی نخواهد شد . در سالهای اخیر تحقیقات وسیعی انجام گرفته است تا این اثر دقیق تر مورد بررسی قرار گیرد. گزارشهای متعدد خسارات لرزه ای سازه ها از یک سو و نتایج تحقیقات تجربی- تحلیلی از سوی دیگر نشان می دهند که اثرات اندرکنش خاک- سازه می تواند عامل موثری در آسیب پذیری لرزه ای سازه ها باشد. نمونه بارز این اثرات در زلزله 1985 مکزیک نمایان شد. در این زلزله، علاوه بر اثرات ساختگاهی، وجود لایه خاک نرم روی بستر سنگی باعث اندرکنش شدید خاک- سازه گردید به طوری که ساختمانهای با پریود ارتعاشی حدود 2 ثانیه به شدت خسارت دیده و یا منهدم شدند. به عقیده بسیای از محققین، این زلزله نقش و اهمیت اندرکنش خاک- سازه را بیش از پیش نشان داد. بعد از وقوع این زلزله بود که تحقیقات گسترده ای در این خصوص به عمل آمده و اثرات اندرکنش خاک- سازه در ضوابط آئین نامه ای طرح لرزه ای منعکس گردید.در راستای انجام تحقیق در سمینار حاضر به گرد آوری و برنامه ریزی برای تحلیل عددی معادلات اندرکنشی خاک و سازه بر مبنای روش های حجم المان های انعطاف پذیر و تکنیک های ماتریسی امپدانس دینامیکی پرداخته می شود. برای ارزیابی اندازه بزرگی بارگذاری دینامیکی و مشخصات لغزش و چرخش پی و ترکیبات پریود های ارتعاشی روسازه و زیر سازه به تشکیل مدل های چندگانه از نظر ابعاد هندسی، لاغری های متفاوت برای سازه و نسبت های متعارف امپدانس دینامیکی خاک به پریود های ارتعاش طبیعی پی پرداخته می شود.

شالوده های سطحی با هدف تامین ظرفیت باربری و معیار نشست طراحی می شوند. روش های متداول تخمین نشست شالوده های سطحی، از همبستگی میان نشست های اندازه گیری شده و برخی پارامترهای آزمون های صحرایی ساده همانند تعداد ضربات نفوذ استاندارد یا مقادیر مقاومت نوک مخروط، استفاده می کنند. در اغلب موارد، استفاده از روابط همبستگی، نشست بیشتری را پیش بینی می نمایند. ارزیابی مستقیم سختی حداکثر یا سختی در محدوده کرنش های بسیار کوچک خاک، بسیار موثرتر و قابل اعتمادتر از پارامترهای سختی حاصل از نتایج آزمون های صحرائی و یا آزمایشگاهی است. تکنیک های متعددی برای اندازه گیری سختی حداکثر در محل وجود دارد. روش امواج سطحی پیوسته فناوری نوینی در زمینه آزمون های ژئوفیزیکی لرزه ای محسوب می گردد. این روش با ایجاد ضربه بر روی سطح زمین با استفاده از ویبراتور الکترومکانیکی و دریافت پاسخ زمین با استفاده از گیرنده های خاصی (ژئوفون ها)، سرعت امواج رایلی زمین و سختی حداکثر را اندازه گیری می نماید. در این نوشتار با اندازه گیری سرعت موج برشی درجا، تعیین مدول برشی حداکثر و بر اساس تئوری الاستیسیته، روشی به منظور تعیین دقیق نشست شالوده های سطحی ارائه شده است. در رابطه پیشنهادی در این پایان نامه، سختی حداکثر لایه های خاک با توجه به سطح فشار وارده از سوی شالوده اصلاح می گردد. نشست آنی با استفاده از روابط تئوری الاستیسیته بر حسب عرض پی، میدان تنش و سختی اصلاح شده بدست می آید. همچنین بر مبنای اندازه سختی حداکثر اصلاح شده، روابطی به منظور پیش بینی ظرفیت باربری مجاز شالوده سطحی و مدول عکس العمل بستر پیشنهاد شد. به منظور اعتبارسنجی روش ارائه شده، نتایج حاصل از بررسی های میدانی؛ آزمون های بارگذاری در چهار ساختگاه مختلف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته شد. انطباق مناسب بین نتایج آزمون بارگذاری و پیش بینی نشست، دقت خوب روش مذکور را نمایش می دهد. بطور کلی پیش بینی ها بر اساس پارامترهای اندازه گیری لرزه ای به مقدار نشست اندازه گیری شده تحت بارهای سرویس شالوده ها نزدیکتر است.

در چند سال اخیر، فناوری نوظهور نانو، امیدهای بسیاری برای بهبود خواص مواد مختلف در جهان پدید آورده است.این فناوری رفتار و خواص مواد با اندازه ذرات در ابعاد زیر 100 نانو متر و چگونگی به کارگیری آن را مورد بحث قرارمی دهد. ازآنجائیکه بسیاری از خواص خاک به عنوان یک ماده متخلخل ، از ساختارش درابعاد نانو نشأت می گیرد، امیدهایی برای استفاده از نانو فناوری در بهبود خواص خاک بوجود آمده و تحقیقات وسیعی در این زمینه در کشورهای مختلف جهان در حال انجام است. با توجه به خواص موادی همچون نانوذرات سیلیکا می توان به نتایج مطلوبی در زمینه بهسازی خاک دست یافت. نظر به برخی محدودیت ها در زمینه استفاده از تثبیت کننده های سنتی، در این تحقیق به بررسی تاثیر کاربرد نانو سیلیس در تثبیت خاکهای رسی توسط آهک و تغییرات ایجاد شده در برخی مشخصات ژئوتکنیکی آن می پردازیم.

روش های تجربی، عددی یا تحلیلی و مشاهده ای ابزار های مختلفی برای طراحی های مهندسی تونل می باشند در گذشته طراحی لرزه ای تونل کمتر از سازه های سطحی مورد ملاحظه و توجه قرار می گرفت. در حالی که طراحی فضاهای زیر زمینی، بدون در نظر گرفتن بارهای لرزه ای منجر به ساخت سازه های غیر ایمن می گردد. در روش های تجربی علیرغم در نظر گرفتن پارامتر های متعدد برای طراحی سازه های زیر زمینی پارامتر لرزه ای مد نظر قرار نگرفته یا بسیار کلی بیان گردیده است. در این پایان نامه سعی شده است تا با تحلیلی عددی اثر لرزه خیزی روی تونل ها مورد بررسی قرار گیرد. نرم افزار مورد استفاده در تحلیل ها phase2 می باشد. در ابتدا اثر درزه ها در لرزه خیزی در سنگ های خوب (رفتار الاستیک) و ضعیف (رفتار پلاستیک) در حالت استاتیکی و شبه استاتیکی مورد توجه قرار گرفته است. سپس نتایج حاصل از نرم افزار با نتایج سیستم تجربی معادل سازی شده و اثر لرزه خیزی در سیستم تجربی مورد بحث قرار گرفته است. در پایان رابطه ای به منظور اعمال پارامتر لرزه ای در سیستم تجربی q ارائه شده است.

امروزه با توجه به افزایش بار ترافیک شهری و مشکلات عبور و مرور در سطح شهرها، سیستم های حمل و نقل زیرزمینی توسعه زیادی یافته اند. با رویکرد روز افزون استفاده از تونل به منظور حمل و نقل در مناطق پر جمعیت شهری کنترل نشست سطحی به معیاری تعیین کننده برای طراحی تونل مبدل شده است. علاوه بر این طراحی صحیح تونل های شهری، مستلزم استخراج اطلاعات کافی در خصوص پروفیل خاک، ساختمان های اطراف و مدلسازی صحیح مسئله می باشد. به خصوص که حرکات زمین در اثر حفاری تونل های کم عمق شهری به دلیل حساسیت نسبت به میزان نشست و احتمال آسیب به سازه های سطحی، تفاوت زیادی با بروز این پدیده ها در تونل های عمیق مانند معادن دارد. تغییر پروفیل خاک در طول مسیر، تعدد پارامترهای ژئوتکنیکی مورد نیاز، رفتار پیچیده توده خاک، تنوع شرایط سطحی و تعدد سازه های موجود در طول مسیر، حل این مسئله را مشکل تر کرده است. کرج یکی از هفت کلان شهرکشور می باشد. مهاجرت از شهرهای دیگر و رشد سریع شهرک های اطراف کرج مسلماً در آینده ای نه چندان دور مشکلات ترافیکی امروز را مضاعف خواهد کرد. همچنانکه سفرهای روزانه ، آمد و شد را دچار مشکل ساخته است. خط 2 پروژه قطار شهری کرج به طول 28 کیلومتر و با 26 ایستگاه از اوایل سال1383 در دو فاز آغاز به کار کرده است. در این تحقیق سعی شده است با انتخاب دو مقطع مناسب از تونل قطار شهری کرج و مدلسازی آنها با استفاده از نرم افزار plaxis 2dبه مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی عددی با مقادیر اندازه گیری شده توسط ابزاردقیق پرداخته شود. بدین منظور برای مطالعه موردی مقاطع کیلومتر451+1 و 732+1 از پروژه قطار شهری کرج که میزان نشست سطحی در آنها به ترتیب 5 و 5/9 سانتی متر می باشد و از نشست مجاز بیشتر شده و لذا به نظر می رسد بحرانی باشند، انتخاب شده اند. پس از بررسی تأثیر پارامترهای ژئوتکنیکی روی میزان نشست سطحی ملاحظه شد که پارامترهای e وko بیشترین تأثیر را روی میزان نشست سطحی دارند. با استفاده از تکنیک آنالیز برگشتی مقادیر بهینه این پارامترها بدست آمده است. سپس به مقایسه منحنی نشست سطحی عرضی حاصل از مدل سازی عددی و منحنی بدست آمده از اندازه گیری های ابزار دقیق پرداخته شده است. نتایج بدست آمده نشان داده است که این دو منحنی با یکدیگر مطابقت خوبی دارند.

با نظر به اینکه بسیاری از ماسه های طبیعی و سازه های ژئوتکنیکی مثل سدهای خاکی محتوی درصد قابل ملاحظه ای ریزدانه چسبنده و غیر چسبنده می باشند، بررسی مقاومت روانگرایی این خاکها در 25 سال گذشته بصورت وسیعی انجام شده است. با مراجعه به تحقیقاتی که در این زمینه ثبت شده، با نتایج و اعداد متفاوتی مواجه می شویم. علت اصلی پراکندگی نتایج، نادیده گرفتن پارامترهای فراوان تاثیر گذار بر رفتار خاک می باشد. در حالیکه اکثر تحقیقات محلی تاثیر ریزدانه ها و ترکیب آنها با ماسه را عامل افزایش مقاومت روانگرایی دانسته اند، بررسی های آزمایشگاهی که بر روی ریزدانه های پلاستیک و غیر پلاستیک در این زمینه انجام شده نشان می دهد که در درصدهای مختلف در مخلوط کردن ریزدانه با ماسه نتایج متفاوتی بدست می آید که در این نتایج افزایش مقاومت روانگرایی، کاهش مقاومت روانگرایی، کاهش و سپس افزایش مقاومت روانگرایی دیده می شود. در این بررسی، ریزدانه پلاستیک رسی در نسبت های مختلف به ماسه اضافه شده است. و آزمایشات سه محوری مونوتونیک به منظور تاثیر میزان این ریزدانه ها و پلاستیسیته آنها بر رفتار برشی زهکشی نشده ماسه انجام پذیرفته است. وجه مهم دیگر این تحقیق بررسی شرایط تولید فشار آب منفذی است که با افزایش میزان ریزدانه دچار تغییر می شود. به عبارتی، سرعت و قدرت تولید فشار آب منفذی تحت بار زلزله تاثیر زیادی را بر روی خاک و پایداری ساختارهای آن می گذارد. در بررسی حاضر تغییرات فشار آب منفذی در نمونه ها حین بارگذاری ثبت شده است. و همچنین مجموعه ای از آزمایش برش مستقیم برای بررسی و به دست آوردن ضریب چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی نمونه ها انجام شده است. نتایج آزمایشات انجام شده، تاثیرات ریزدانه های پلاستیک رسی بر مواردی چون مقاومت برشی زهکشی نشده خاک های ماسه ای، تولید فشار آب منفذی در نمونه ها و همچنین تاثیر میزان ریزدانه ها بر ضریب چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی نمونه ها و پلاستیسیته نمونه ها را ارائه کرده است

حاشیه جنوبی دریای خزر همواره مورد توجه جمعیت زیادی از گردشگران بوده است، بر همین اساس ساختمانهای بلند و سنگینی در این ناحیه ساخته شده است. این منطقه دارای نهشته ماسه تمیز بد دانه بندی شده بوده که مستعد روانگرائی است. از این رو بررسی پتانسیل مقاومت برشی ماسه زهکشی شده و زهکشی نشده بابلسر می تواند در کنترل پایداری ساختمانها حائز اهمیت باشد. از آنجا که خاکهایی که در شیب ها یا در مجاورت پی ساختمانها قرار دارند، تحت تنش برشی اولیه هستند، برای ارزیابی پتانسیل مقاومت یکنواخت این خاکها باید اثر وجود تنش برشی اولیه بر مقاومت یکنواخت خاکها بررسی گردد. دقت در ارزیابی پتانسیل روانگرائی ممکن است هزینه ساخت را کمتر کرده و یا طراحی ایمن تری را موجب گردد. مطالعه روانگرائی استاتیکی با استفاده از دستگاه سه محوری استاتیکی به درک بهتر مکانیسم و رفتار پارامترهای کنترل کننده خاک در پدیده روانگرائی کمک خواهد کرد. انجام آزمایش روی نمونه های تحکیم شده ناهمسان برای شبیه سازی رفتار خاک در زمینهای شیبدار و سازه هایی که بستر آنها تنش برشی زیادی را تحمل می کنند، مفید خواهد بود. در این پایان نامه، از تستهای سه محوری استاتیکی زهکشی شده و نشده مختلفی در شرایط تحکیم شده همسان و نا همسان بر روی نمونه های ماسه اشباع بابلسر استفاده شده است. حالتهای مختلفی از رفتار خاک توسط اعمال سطوح مختلفی از تراکم نسبی اولیه، تنش برشی اولیه و تنش موثر همه جانبه اولیه فراهم می گردد. نتایج حاکی از آن دارد که ماسه بابلسر می تواند تمامی حالات ممکن روانگرائی شامل : روانگرایی کامل ، روانگرایی محدود شونده و حالت اتساع را تجربه نماید

امروزه تجربیات بدست آمده از زمین لرزه های پیشین و نیز مطالعات صورت گرفته در این زمینه تاثیر قابل ملاحظ? عوارض توپوگرافی سطحی و نامنظمی های سطحی زمین را بر مولفه های پاسخ لرزه ای نمایان می سازد. تاثیرات ناشی از ناهمواریهای سطحی در مقایسه با تاثیرات ناشی از لایه بندی زیر سطحی زمین در تقویت و یا کاهش امواج لرزه ای کمتر مورد توجه و ارزیابی قرار گرفته است. علی رغم مشخص شدن اهمیت این مسئله تنها تعداد معدودی از آیین نامه ها و دستورالعمل های طراحی مقاوم در برابر زلزله به صورت جرئی اثرات ساختگاهی ناشی از توپوگرافی را مد نظر قرار داده اند. این مسئله ناشی از عدم وجود دانش کافی درباره نحوه و میزان تاثیر توپوگرافی بر پاسخ لرزه ای است و ضرورت انجام مطالعات در این زمینه را بیان می دارد. هدف اصلی رساله حاضر، بررسی اثرات عوارض توپوگرافی سطح زمین بصورت دره های دوبعدی همگن با رفتار ارتجاعی خطی بر روی بزرگنمایی بیشینه شتاب (pga) و بیشینه سرعت (pgv) زمین و مطالعات حساسیت سنجی تاثیر دره های دوبعدی بر پاسخ لرزه ای سطح زمین می باشد. بدین منظور تحلیل های عددی توسط نرم افزار flac-2d که مبتنی بر روش تفاضل محدود می باشد انجام گرفته و سپس اثر این عوارض سطحی و میزان بزرگنمایی شتاب، برروی قاب های فلزی 8،6 و10 طبقه با سیستم جانبی قاب خمشی با نرم افزار sap ver14.2.0 بررسی شده است. حداکثر پاسخ شتاب دره ها بطور معمول در 1=x/l رخ می دهد و در بیشترین حالت 42% بزرگنمایی نسبت به پاسخ میدان آزاد بدون در نظر گرفتن اثرات توپوگرافی دره را دارد.

در این پژوهش تأثیر هم زمان نانو رس (مونت مریلونیت اصلاح شدهna+ )، برمقاومت برشی و خواص مهندسی خاک های ماسه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. خاک ماسه ای از ساحل بندر انزلی بدست آمده است. ابتدا از آسیاب گلوله ای برای پراکندن نانو رس در توده خاک و آماده سازی نمونه ها استفاده شد. هدف از این تحقیق بررسی های، تأثیر نانورس (مونتمریلونیت اصلاح شده ) و سیمان بروی خصوصیات مهندسی ماسه انزلی ،توسط دستگاه برش مستقیم موجود در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه گیلان می باشد..نمونه ها با توزیع دانه بندی ثابت خاک اصلی،در دو مقدار متفاوت سیمان(3% و 6%) و هشت مقدار متفاوت نانو رس (2% ،3% ،4% ،5% ،6% ،8% و9%) در آزمایش برش مستقیم در تنش های نرمالkpa 28 ، kpa56 و kpa 112 مورد بررسی قرار گرفته اند. در نهایت تأثیر نانو رس بر خصوصیات مقاومتی خاک های ماسه ای تثبیت شده با سیمان با درصد های مختلف را در تراکم نسبی 50% تا55% درصد مورد ارزیابی قرار دادیم.نتایج تاثیر قابل قبولی در بهبود مقاومت برشی حداکثر نمونه های هفت روزه و چهارده روزه حاوی نانو رس در سر بارهای بالا از خود نشان می دهد اما در سربارهای پایین وهمچنین نمونه های یک روزه تغییرات متغیر و غیر قبل قبول می باشد ازینرو بهتر می باشد در راهسازی و یا پایداری شیب های سطحی از افزودن نانو رس به خاک اجتناب نموده ولی در ارتباط با پدیده روانگرایی در خاک های ماسه ای افزودن نانو رس به خاک سیمانی ،با افزایش مقاومت برشی حداکثر خاک می تواند تاثیر مناسبی در افزایش مقاومت برشی در هنگام زلزله در خاک های ماسه ای داشته باشد.

در این تحقیق پدیده گسترش جانبی ناشی از وقوع روانگرایی در خاک های مستعد روانگرایی با نگاه مدلسازی عددی با کد ها کامپیوتری با فرض نوین فاز سیال برای لایه روانگرا مورد بررسی قرار گرفته است . معرفی مدل مورد استفاده در نرم افزار و شکل کاربرد آن در مدلسازی رفتار خاک روانگراشده ارائه شده و در موردپارامتر های اساسی مورد استفاده بحث شده است . از ابتدا سعی بر شکل کاربردی مسئله شده است که این امر در انتخاب پارامتر های عددی نیز مورد توجه بوده است . برای اعتبار سنجی تست مشهور سانتریفیوژ مئرد مطالعه و مدلسازی قرار گرفته است . استفاده از آنالیز های معادل خطی و روش تکرار در یافتن مدول برشی و استفاده از مونوگراف آنالیز برگشتی در تعیین مقاومت پس ماند از دیگر دستاورد های تحقیق می باشد . در ادامه از تست میز لرزه جهت اعتبار سنجی مدلسازی گسترش جانبی در حالت شتاب ثقلی استفاده شده و نتایج با نتایج آزمایش و مدلسازی روش های دیگر مورد بررسی وافع شده است .به عنوان هدف نهایی از یک مدلسازی عددی یک مورد مطالعاتی واقعی با در نظر گرفتن فرضیاتی مورد مطالعه واقه شده و نتایج با مدل های تجربی و نیمه تجربی مشهور مقایسه شده است . با استفاده از یک آنالیز رگرسیون خطی رابطه پارامتریک با استفاده از پارامتر های کرنش کوچک و کرنش بزرگ بدست آمده و نتایج مورد بررسی قرار گرفته است

مقاومت برشی زهکشی نشد? خاک های دانه ای یکی از پارامترهای مهم در بررسی پایداری پی ها و دیوارهای حایل است. با توجه به وجود خاک های مخلوط شن و ماسه در سواحل دریای خزر شناخت پارامترهای مقاومتی این نوع مخلوط ها ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق مقاومت برشی زهکشی-نشده و پتانسیل فشارآب حفره ای خاک های مخلوط شن و ماسه با استفاده از یک سری آزمایشات سه محوری از نوع تحکیم یافت? زهکشی نشده در حالت کرنش-کنترل برای این نوع مخلوط ها در شرایط مختلف (تغییر در تنش موثر همه جانبه، درصد شن و تراکم نسبی) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایش های انجام شده برای بررسی تأثیر افزایش درصد شن به خاک های مستعد روانگرایی دیدگاه های جالب توجهی را ارائه می دهد. در این تحقیق مقاومت حالت پایدار مصالح مخلوطی شن و ماسه مورد ارزیابی قرار گرفته است. در مخلوط های شن و ماسه برای درصدهای بالای 65 درصد شن به علت خردشدگی و سایش دانه های درشت، این مخلوط ها به حالت پایدار نخواهند رسید. همچنین برای درصدهای بالای 25 درصد شن، مستعد بودن این مخلوط ها برای احتمال وقوع روانگرایی خیلی کم است. واژه های کلیدی: مقاومت برشی زهکشی نشده، پتانسیل فشارآب حفره ای، آزمایشات سه محوری استاتیکی، مخلوط شن و ماسه

روانگرایی پدیده ایست که به علت افزایش اضافه فشارآب حفره ای درخاک های اشباع وقتی در اثر بارگذاری سیکلی (متناوب) قرارمی گیرند ایجاد می شود. تاکنون تحقیقات گسترده ای بر روی روانگرایی ماسه های سیلیسی صورت گرفته است اما رفتار ماسه های کربناتی در برابر روانگرایی کمترمورد توجه قرارگرفته است. پارامترهای زیادی از جمله تراکم نسبی نمونه، تنش موثر همه جانبه، تنش برشی همه جانبه و بسیاری از عوامل دیگر بر مقاومت روانگرایی ماسه تاثیر گذارند. از بین این عوامل اثر تنش برشی اولیه بر مقاومت روانگرایی هنوز به روشنی مشخص نیست. به همین دلیل در این تحقیق سعی می شود تا تاثیر تنش برشی اولیه بر مقاومت روانگرایی ماسه کربناتی بوشهر تعیین شود و در کنار آن تاثیر دو پارامتر تراکم نسبی و تنش همه جانبه نیز ارزیابی می شود. برای بررسی اثر تنش برشی اولیه بر مقاومت روانگرایی تعداد 25 آزمایش سه محوری سیکلی کرنش-کنترل روی نمونه های ماسه کربناتی بوشهر انجام شده است. همه نمونه ها به روش پاشش خشک ساخته شدند. برخی از نمونه ها بصورت همسان و بقیه آنها بصورت ناهمسان تحکیم شده و در نهایت به صورت سیکلی و چند مرحله ای بارگذاری شدند. علت بارگذاری نمونه ها به صورت چند مرحله ای این بود که علاوه بر بررسی عوامل مذکور بر مقاومت روانگرایی، اثر آنها روی پارامترهای دینامیکی خاک هم ارزیابی شود. همچنین با استفاده از نتایج آزمایشهای کرنش کنترل مقدار کرنش آستانه برشی حجمی نیز برای ماسه کربناتی بوشهر تعیین شده است. برای بررسی اثر عوامل فوق بر مقاومت روانگرایی، از دیدگاه انرژی و از مفهوم انرژی ظرفیت استفاده شده است. انرژی ظرفیت مقدار انرژی کرنشی تجمعی جذب شده توسط المان خاک از شروع بارگذاری سیکلی تا لحظه شروع روانگرایی می باشد. نتایج نشان می دهندکه مقاومت روانگرایی یا همان انرژی ظرفیت با افزایش تراکم نسبی و تنش موثر میانگین افزایش می یابد. نتیجه بیشتر آزمایشها نشان می دهد که در شرایط تنش موثر میانگین اولیه برابر، با افزایش تنش برشی استاتیکی اولیه، مقاومت روانگرایی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. بررسی اثر عوامل مختلف بر مدول برشی نشان می داد که در شرایط تنش موثر میانگین برابر، مدول برشی ماسه کربناتی بوشهر با افزایش تراکم نسبی، تنش موثر محدود کننده و تنش برشی استاتیکی اولیه افزایش پیدا می کند.

پدیده گسترش جانبی ناشی از روانگرایی یکی از عوامل شناخته شده آسیب‏های شدید به پی‏های عمیق طی زلزله‏های گذشته است. پدیده گسترش جانبی معمولاً در زمین‏های با شیب ملایم که دارای خاک اشباع سست و با چسبندگی کم هستند، رخ می‏دهد. از آنجایی که وقوع زلزله امری اجتناب‏ناپذیر است، با مشاهده خسارت‏های قابل توجه و هزینه‏های بسیار سنگین ایجاد شده طی زلزله‏های گذشته نیاز فراوانی به مطالعه و تحقیق در مورد پاسخ و رفتار شمع‏ها و درک صحیح اندرکنش خاک- سازه- شمع تحت پدیده گسترش جانبی احساس می‏شود، به گونه‏ای که طی سال‏های اخیر محققین زیادی به این مسئله پرداخته‏اند. امّا همچنان زوایای مبهم بسیاری در این مورد وجود دارد که روشن‏شدن آنها انجام مطالعات و تحقیقات بسیار بیشتری را طلب می‏کنند. از طرف دیگر ارائه راهکارهای مناسب جهت پیشگیری و کاهش اثرات روانگرایی و گسترش جانبی برای شمع‏های موجود آسیب‏پذیر در برابر این پدیده، یک اقدام حیاتی به شمار می‏رود. در تحقیق حاضر پاسخ گروه شمع 6×1 و رفتار اندرکنشی خاک و شمع تحت پدیده گسترش جانبی با استفاده از مدلسازی عددی به وسیله نرم افزار flac2d مطالعه می‏گردد. همچنین تأثیر استفاده از گروه شمع به عنوان راهکاری جهت پیشگیری و کاهش اثرات روانگرایی و گسترش جانبی بررسی می‏شود. در انتها نتایج حاصل از این مدل با نتایج بدست آمده از آزمایش سانتریفیوژ انجام شده در دانشگاه دیویس کالیفرنیا مقایسه می گردد. نتایج بدست آمده نشان می‏دهند که حداکثر لنگر خمشی منفی در پایین شمع در مرز لایه روانگرا با لایه مقاوم تحتانی ایجاد شده و حداکثر لنگر خمشی مثبت در بالای شمع نیز در نزدیکی سر شمع بوجود می‏آید. جهت فشار خاک وارده به شمع‏ها به جابجایی‏های نسبی بین خاک و شمع وابسته است. همچنین تاثیر شمع ها در کاهش میزان جابجایی جانبی و تغییر فشار آب حفره ای محسوس می باشد.

روش بلوک صلب نیومارک به دلیل سادگی نسبت به سایر روش های ژئوتکنیکی تخمین تغییر شکل ماندگار شیب ها و سدهای خاکی تحت بار زلزله، مورد توجه مهندسین قرار گرفته است. اما به دلیل وجود برخی فرضیات در این روش ممکن جابجایی لغزش محافظه کارانه و یا غیر محافظه کارانه پیش بینی شود. محققان بسیاری نیز سعی در مرتفع کردن این محدودیت ها نموده اند. در طی حرکت رو به پایین توده لغزش، شیب لغزش کاهش یافته و نیروی اصطکاک افزایش می یابد. در حقیقت ممکن است حرکت رو به پایین توده لغزش بر روی شتاب گسیختگی موثر باشد. در این پایان نامه تغییر هندسی سطح لغزش در تحلیل وابسته اصلاح شده است. نتایج نشان می دهد که با کاهش طول گسیختگی اثر دوران بیشتر شده و همچنین نسبت پریود و ضریب گسیختگی تأثیر قابل توجهی بر روی نتایج دارد. برای بررسی بهتر پارامترهای موثر بر روی تغییر مکان ماندگار شیب ها،با استفاده از مجموعه ی وسیعی از رکوردهای زلزله مشتمل بر 1363 رکورد ناشی از 25 زلزله، اثر دوران و پارامترهای مختلف زلزله مورد بررسی قرار گرفته است و مدل همبستگی در این خصوص ارائه شده است.

عوارض و خسارات زلزله بر سازه ها بر هیچ کسی پوشیده نیست. اگرچه تحقیقات بسیار گسترده ای جهت ایمن سازی سازه ها در برابر زلزله صورت گرفته است، از اهمیت تحقیقات در این زمینه به منظور کاهش بیشتر خسارات زلزله کاسته نشده است. گسترش جانبی یا تغییرشکل جانبی زمین پدیده ای می باشد که در نتیجه ی روانگرایی خاک اتفاق می افتد. گسترش جانبی هنگامی رخ می دهد که تنش های برشی دینامیکی ناشی از زلزله بطور موقت از مقاومت جاری شدگی خاک روانگرا شده بیشتر شوند. این پدیده در طی تکان های لرزه ای رخ می دهد و با اتمام آنها متوقف می شود. بزرگی این تغییرشکل ها بسته به شیب زمین، تراکم خاک و مشخصات حرکت زمین می تواند کوچک یا بزرگ باشد. گسترش جانبی می تواند در نواحی با شیب کم و یا در نواحی مسطح مجاور سطوح آزاد رخ دهد. در هر دو حالت تنش های برشی ایستایی وجود دارد که تمایل به ایجاد تغییرشکل در جهت رو به پایین شیب را دارند. در زلزله های بسیاری نظیر سانفرانسیسکو(1906)، نیگاتا(1964)، آلاسکا(1964)، سانفرناندو(1971) و اخیراً در بوشهر مشاهده شده است. روش های مختلفی جهت ارزیابی گسترش جانبی ناشی از روانگرایی وجود دارد این روش ها را می توان به این شرح دسته بندی کرد: 1-مدل های تجربی، 2-مدل های نیمه تجربی، 3-مدل های تحلیلی و 4-مدل های ساختاری(عددی). یکی از روش های پر کاربرد در ارزیابی گسترش جانبی زمین، که در اثر روانگرایی در نواحی با شیب ملایم رخ می دهد، استفاده از روش های تجربی می باشد. در فرآیند استفاده از مدل های تجربی به اندازه گیری متغیرهایی در آزمایشگاه و محل احتیاج است. همواره ماهیت اندازه گیری مستعد به وجود آمدن خطا می باشد و این مشکل به طور طبیعی عدم قطعیت هایی را در پیش بینی ها ایجاد می کنند. علاوه بر این عدم قطعیت های بسیاری به صورت ذاتی در مدل های تجربی وجود دارد که ناشی از عدم وجود مشاهدات کافی و همچنین پیچیدگی مسئله است. اگرچه مدل های تجربی متعددی جهت پیش بینی مقدار تغییرمکان حاصل از گسترش جانبی ارائه شده است، لیکن مطالعه ی جامعی در ارتباط با عملکرد آنها در یک ساختار مقایسه ای صورت نگرفته است. مطالعات انجام شده در این تحقیق را می توان به سه بخش عمده تقسیم کرد: در بخش اول، به بررسی اثر عدم قطعیت های موجود در پارامترهای ژئوتکنیکی در مقادیرنهایی گسترش جانبی ناشی از روانگرایی پیش بینی شده توسط روابط موجود پرداخته می شود و با یک ساختار احتمالاتی این اثر در قالب منحنی های خطر احتمالاتی برای یک سایت مشخص در نظر گرفته شده است به این منظور در بخش دوم ضمن بررسی جامع(مطالعه پارامتریک) روابط تجربی موجود ارائه شده توسط دیگر محققین از پایگاه داده های آنها استفاده شد و به کمک رگرسیون چند متغیره(mr) رابطه جدیدی با دقت و رفتار مناسب پیشنهاد گردید. در ارائه این مدل با استفاده از تحلیل های سیستماتیک آماری از رخدادهایی با عدم قطعیت بسیار زیاد صرف نظر شد مانند حذف داده ها ی تک گمانه هایی با فاصله بیشتر از 5 متر که با اینکار بخشی از عدم قطعیت های موجود در روابط به حداقل مقدار خود رسید و سپس در بخش سوم با استفاده از تحلیل مونت کارلو و روش های اعتمادپذیری مرتبه اول(form)، مرتبه دوم(sorm) به صورت احتمالاتی گسترش جانبی ناشی از روانگرایی تخمین زده شد و با هم مقایسه شدند در ضمن با استفاده از نتایج این بخش اثر لحاظ یا عدم لحاظ کردن وجود عدم قطعیت در پارامترهای ژئوتکنیکی و میزان محافظه کارانه یا عدم محافظه کارانه بودن بررسی گردید. در نهایت توسط کد matlab نوشته شده توسط مولف منحنی های سه بعدی احتمال تجاوز از یک مقدار مشخص تغییرمکان(مثلاً مقدار مجاز) که توسط روابط تجربی در یک ساختگاه پیش بینی می شود بر حسب بزرگاها و فاصله های مختلف که معرف سناریوی زلزله های مختلف یک سایت هستند ارائه شد. نتایج این تحقیق اهمیت میزان خطا در پارامترهای ورودی بر مقادیر پیش بینی شده ی تغییرمکان جانبی زمین را به صورت واضحی نشان می دهد و در نتیجه امکان استفاده از احتمال تجاوز از یک تغییرمکان مجاز دلخواه را فراهم می سازد که می تواند گامی مهم در طراحی سازه هایی که در معرض وقوع گسترش جانبی ناشی از روانگرایی هستند. واژه های کلیدی: عدم قطعیت، روانگرایی، گسترش جانبی، رگرسیون چند متغیره، شبیه سازی مونت کارلو، احتمال تجاوز گسترش جانبی

از آنجایی که شناخت ویژگی های ساختگاه نقش مهمی را در پیش بینی خطرات ناشی از زلزله و پیامدهای ناشی از آن ایفا می کند، بدین منظور شناساییمناطق مستعدروانگرایی و پیش بینی اثرات ناشی از وقوع آنبسیارضروریبه نظر می رسد. تا کنون روش های زیادی جهت شناسایی مناطق مستعد روانگرایی و پیش بینی مخاطرات ناشی از وقوع آن ارائه شده است. اینشناسایی می تواند بهشکلپهنهبندی-کهدرآنظرفیتخطردرمناطقمختلفتعیینمی شود-انجام گیرد. محققان بی شماری از پارامتر پتانسیل روانگرایی(lpi) برای تهیه نقشه های خطر روانگرایی بهره برده اند. همچنین از این روش می توان برای پیش-بینی احتمال وقوع روانگرایی و یا اثرات ناشی از آن بهره برد. در مقاله حاضر از سیستم اطلاعات جغرافیایی(gis) برای تهیه نقشه خطر روانگرایی استفاده شده است. در این مطالعه سعی شده است تا با به کارگیری از اطلاعات موجود از مطالعات ژئوتکنیکی شهر بابل، پتانسیل وقوع روانگرایی و نشست ناشی از آن در قالب نقشه های ریزپهنه بندی در مقیاس 1:10000 برای تراز آب زیرزمینی، پتانسیل وقوع روانگرایی و نشست ناشی از آن ارائه گردد. همچنین ضمن بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر پتانسیل روانگرایی، نقشه های احتمال وقوع روانگرایی برای محدوده های تعریف شده برای شهر بابل ارائه گردیده است.

بنادر و سازه های دریایی نقش مهمی را در فعالیت های اقتصادی و حمل و نقل جهانی ایفا می کنند. ارزیابی بررسی احتمالاتی در پاسخ سیتم های سازه ای و ژئوتکنیکی امروزه جزو متداول ترین مسائلی است که در حال تحقیق و بررسی می باشد. امروزه آسیب پذیری سازه های دریایی بر اساس روش های احتمال پذیری انجام می گیرد تا بتوان عدم قطعیت در ظرفیت سازه ها و تقاضای لرزه ای در هر یک از پروژه ها را لحاظ کرد. از جمله مهم ترین روش های بررسی آسیب پذیری احتمالاتی سازه ها ارائه منحنی شکست در رسیدن به احتمال شکست سیستم می باشد. با توجه به اینکه بنادر و سازه های دریایی نقش مهمی در حمل و نقل جهانی دارند و تاثیر بسزایی را در اقتصاد کشورها ایفا می کنند در این مطالعه هدف اصلی بررسی احتمالاتی آسیب پذیری سازه های دریایی با استفاده از منحنی شکست می باشد. در تحقیقات دیگر محققین روش های ارائه منحنی شکست بر اساس یک پارامتر شدت به دو تکنیک آنالیز دینامیکی افزایشی و آنالیز تقاضای لرزه ای احتمالاتی تقسیم بندی می شوند. این روش ها با آنکه روش های مناسبی می باشند ولی معایبی همچون در نظر گرفتن رگرسیون در بررسی های احتمالاتی و در نظر نگرفتن همبستگی بین داده ها می باشد. از مهم ترین مسائل مرتبط با این دو روش انتخاب یک پارامتر شدت به عنوان خطر لرزه ای که عامل ایجاد خسارت در سیستم می گردد و کاربرد این موضوع در مطالعاتی که در سال های اخیر بوده است بسیار به چشم می خورد. در بسیاری از مطالعات از پارامتر شدت بیشینه شتاب به عنوان خطر لرزه ای استفاده شده است در حالی که زمین لرزه که خود باعث بروز خسارت های مختلف در سیستم سازه ای می گردد تحت تاثیر پارامتر های زیادی می باشد که با تغییر آنها میزان قدرت زمین لرزه تغییر می کند. مهمترین این پارامتر ها شامل پارامتر های شدت و نیز پارامتر های محتوای فرکانسی مانند pga و pgv و ia و sa و ... می باشند. با وجود اثر پارامتر های لرزه ای بر میزان احتمال شکست سیستم نیاز است تا ارزیابی احتمالاتی بر اساس پارامتر های مختلف شدتی محاسبه شوند و قطعا احتمال خرابی به ازای هر یک از آنها یکسان نخواهد بود همچنین با ذکر این مسئله توجه به اثر چند گانه پارامتر ها بر یکدیگر نیز می بایست در محاسبه احتمال شکست لحاظ شوند چرا که در نظر گرفتن اثر دو پارامتر شدت بر احتمال شکست سیستم در سال های اخیر به ندرت دیده شده است. روش کار انجام گرفته در این پایان نامه به این صورت است که از دو سازه دریایی معتبر که در ساختار اسکله های بسته به صورت دیوار صندوقه ای اسکله ای می باشند استفاده شده است. این دو اسکله که یکی مدل آزمایشگاهی در پروژه velacs و دیگری دیوار صندوقه ای واقعی که در بندر کوبه ژاپن تحت زمین لرزه hyogoken-nanbo 1995 خسارت شدیدی در آن ایجاد شده است می باشند. برای دقت در آنالیز احتمالاتی مدل های آنالیز عددی دیوار های صندوقه ای با استفاده از نرم افزار تفاضل محدود مدل سازی شده است و پاسخ بدست آمده بر پاسخ های حاصل از لرزش در واقعیت منطبق داده شده است. در آنالیز عددی به دلیل وجود خاک ماسه ای سست در هر دو مدل انتخاب شده و استعداد وقوع روانگرایی از دو مدل رفتاری finn و ubcsand برای بررسی تغییرات فشار آب حفره ای در آنالیز دینامیکی در حالت تاریخچه- زمان استفاده شده است. برای کاهش عدم قطعیت لرزه ای از بیش از 150 آنالیز عددی با شتاب نگاشت های مختلف در ارائه منحنی شکست استفاده شده است. پس از بررسی روش های متداول ارائه منحنی شکست بر مبنای یک پارامتر شدت، در جهت توسعه منحنی شکت دو روش پیشنهادی بر مبنای یک پارامتر شدت و دو پارامتر شدت بیان شده است. در بررسی های انجام شده و نتایج بدست آمده می توان به این نکته اشاره کرد که پارامترهای مختلف احتمال خسارت مختلفی دارند و منحنی شکست بر اساس یک پارامتر خاص به تنهایی نمی تواند معرف احتمال شکست سیستم سازه ای باشد. ارائه منحنی شکست بر اساس دو پارامتر شدت در بررسی احتمالاتی نسبت به روش های تک پارامتری نتایج کافی و کارآمدی را بدست می دهد و کمک می کند تا در طرح سازه مورد بررسی، طرح نهایی به صورت کاملا محافظ کارانه انجام گیرد. پیشنهاد می شود تا از روش های ارائه منحنی شکست تک پارامتری بیشتر برای بررسی احتمال شکست سیستم در سطوح خسارت i و ii استفاده شود اما در سطوح بالاتر برای رسیدن به دقت بالا در بررسی های احتمالاتی بهتر است از روش ارائه رویه شکست که اثر دو پارامتر را لحاظ می کند استفاده شود چون هم اثر پارامتر دوم را در بررسی احتمال لحاظ می کند و اینکه می توان احتمال شکست سیستم را به ازای جزء پارامتر های شدت مورد بررسی قرار داد.

تمرکز تغییر شکل¬های برشی در نواری محدود در اصطلاح باند برشی نامیده می¬شود و پدیده¬ای است که بیشتر در خاک¬های دانه¬ای رخ می¬دهد. طی این پدیده، ذرات خاک از محل خود جدا می¬شوند و در امتداد تنش ماکزیمم اعمالی قرار می¬گیرند و در برخی نقاط تماس، نیروی تماسی موجود از مقاومت بین ذرات بیشتر می¬شود و این ذرات به طور ناگهانی نسبت به هم حرکت¬های بزرگی خواهند داشت. درحالی که سایر قسمت¬ها آرایش قبلی خود را حفظ می¬کنند .این ناحیه دارای ضخامت محدود و به طور معمول با نسبت منافذ بالا نسبت به خاک اطرافش مشخص می¬شود. این تغییر شکل¬های ماکروسکوپیک به دلیل تغییرات میکروساختار مواد می¬باشند. برای اینکه پدیده¬های فیزیکی از جمله تغییراتی که در ساختمان خاک در محدوده باند برشی به وجود می¬آید در نظر گرفته شود، برخی تکنیک¬های آزمایشگاهی مانند استفاده از مواد فتوالاستیک و مدلسازی¬ها بر مبنای مکانیک پیوسته بکارگرفته شدند که مشکلات و محدودیت¬های فراوانی داشتند. روش اجزا مجزا برخی از اشکالات موجود در روش¬های آزمایشگاهی و مدلسازی بر مبنای محیط¬های پیوسته را برطرف می¬کند و یک روش ایده¬آل برای بررسی باند برشی در یک محیط دانه¬ای هنگامی که تحت تأثیر نیروهای خارجی قرار می¬گیرد، می¬باشد. در این پایان¬نامه، خاک¬های دانه¬ای در دو حالت، یکبار وقتی بین ذرات پیوندی وجود ندارد و بار دیگر وقتی بین همان ذرات پیوند وجود دارد، بوسیله روش اجزا مجزا مدل شده¬اند. در ابتدا مدلسازی بر روی نمونه¬های سه محوری خاک انجام شد. بعضی از معیارهای تعیین باند برشی در نمونه¬های سه محوری گسترش یافتند و نتایج حاصل با هم مقایسه شده¬اند. سپس مدلسازی المان مجزا در شیب¬های خاکی تعمیم داده شد تا پیشروی باند برشی در این سازه¬ها را مورد مطالعه قرار دهد. در بخش اول تاثیر چسبندگی و پوکی خاک¬های دانه¬ای روی مقاومت بیشینه و پاسخ مکانیکی آن¬ها مورد بررسی قرار گرفت و سپس به بررسی الگوی تغییر¬شکل آن¬ها در مقیاس ذره¬ای و ارتباط بین چرخش ذرات، شکست پیوندها، تغییرات تدریجی زنجیره نیروهای تماسی و تغییرات پوکی پرداخته شد و به کمک عوامل فوق و تغییرات آن¬ها محدوده باند برشی پیش¬بینی گردید. در واقع تمامی این روش¬ها بهم مرتبط هستند زیرا چرخش زیاد ذرات در یک ناحیه بیانگر این واقعیت است که در آن محدوده، پیوند موجود بین ذرات گسیخته شده و ذرات آزادی دورانی بیشتری دارند. همچنین ویژگی بارز ناحیه برشی، تخلخل بالا مصالح در این ناحیه است که نشان دهنده کاهش تعداد تماس¬ ذرات در این ناحیه می¬باشد بنابراین نیروی تماسی که در اثر تماس ایجاد می¬گردد، در این قسمت از بین می¬رود. در نمونه تست دومحوری مشخص، محدوده باند برشی بدست آمده از تمامی روش¬های مورد استفاده در پیش¬بینی باند برشی، انطباق خوبی باهم داشته¬اند. در بخش دوم از همان مصالح که در نمونه¬های شبیه¬سازی¬شده از آزمایش دو¬محوری بکار رفتند برای مدلسازی شیب خاکی استفاده شد. در این راستا دو نوع شیب با هندسه و مصالح یکسان یکبار در حالتی که بین مصالح دانه-ای پیوند وجود ندارد و بار دیگر در حالتی که بین ذرات آن مصالح پیوند و چسبندگی وجود دارد، مدل شده است. روش¬های تایید¬شده برای پیش¬بینی باند برشی در تست¬های دو¬محوری در شیب¬های خاکی با همان مصالح تعمیم داده شدند. مشاهدات نشان می¬دهد که در نمونه¬های عددی دو¬محوری که در آن¬ها بین مصالح دانه¬ای چسبندگی وجود ندارد، تمرکز کرنش در محدوده¬ای خاص اتفاق نمی¬افتد و این در حالیست که اگر در همان مصالح بین ذرات پیوند وجود داشته باشد، تمرکز کرنش در نواری محدود که همان باند برشی است، قابل¬مشاهده می¬باشد. در شیب¬های خاکی نیز در حالتی که مصالح دانه¬ای صرفا اصطکاکی باشند محدوده¬ای که تمرکز تغییر¬شکل¬ها در آن رخ دهد، قابل¬مشاهده نبوده و گسیختگی¬ها بصورت سطحی است و در این حالت حرکت ذرات به موازات شیب می¬باشد. اما در شیب¬های خاکی با مصالح دانه¬ای که بین ذرات آن چسبندگی و پیوند وجود داشته باشد، گسیختگی¬ها گوه¬ای شکل است.

تحلیل غیرخطی پاسخ لرزه ای زمین توصیف دقیق تری از رفتار واقعی خاک نسبت به روش خطی معادل ارائه می دهد، اما کاربرد کدهای غیرخطی بنا به دلایلی نظیر مستندات ضعیف، نامشخص بودن نحوه انتخاب پارامترها و تعداد بیشتر پارامترها محدود شده است. به طور کلی تحلیل های دینامیکی شامل دو نوع تحلیل تنش کل و تنش موثر می شوند. مهمترین ضعف روش تنش کل را می توان در نظر گرفته نشدن کاهش پیشرونده و مداوم مقاومت خاک در اثر افزایش فشار آب حفره ای دانست که این خود باعث ایجاد خطا در نتایج شود. همچنین طبیعتاٌ این روش قادر به محاسبه تاریخچه فشار حفره ای در نقاط مختلف نمی باشد. بنابراین به منظور دست یافتن به نتایج مطلوب، نیازمند روشی می باشیم که در آن شرایط واقعی خاک طی بارگذاری سیکلی درنظرگرفته شود. روش تنش موثر، توانایی پیش بینی تولید، اتلاف و توزیع مجدد فشار آب حفره ای و نیز کاهش پیشرونده و مداوم مقاومت خاک، طی بارگذاری سیکلی را دارا می باشد. روش های تنش موثر موجود معمولا دارای پارامتر های کالیبراسیون فراوانی می باشند که برای تعیین آن ها نیازمند صرف وقت و هزینه می باشیم بنابراین ارائه روش عددی ساده که پارامتر های اندک و قابل تعیین داشته باشد، می تواند مفید باشد. در این مطالعه یک مدل غیرخطی وابسته به منظور پیش بینی رفتار سیکلی زهکشی نشده و روانگرایی ماسه ها ارائه می شود. از مدل هایپربولیک کندر-زلاسکو اصلاح شده که به صورت وابسته با یک مدل پیش بینی کننده ی فشار آب حفره ای - که بر مبنای انرژی کرنشی کار می کند - استفاده می شود تا تحلیل تنش موثر انجام شود. همچنین از روش تفاضل محدود برای حل معادله حرکت استفاده می شود. روش عددی ارائه شده در این مقاله، ساده، و دارای پارامتر های اندک و قابل تعیین بوده و در عین سادگی پیش بینی قابل قبولی را نیز ارائه می کند. نتایج مدل سازی نشان می دهد که با وجود این که مدل ارائه شده تحرک سیکلی (اتساع) را در نظر نمی گیرد و اما آغاز روانگرایی را به خوبی پیش بینی کرده و از آن می توان در تحلیل یک بعدی غیر خطی پاسخ زمین به منظور ارزیابی رخداد روانگرایی استفاده کرد.

هدف اصلی این مطالعه ارزیابی رفتار پی سطحی بر روی خاکهای مستعد روانگرایی می باشد. در این ارتباط چهار سری آزمایش بر روی ماسه بابلسر طراحی و اجرا شده است. موارد متغیر در این آزمایش ها عرض پی، ru و نوع بارگذاری می باشد. برای انجام آزمایشات فوق جعبه آزمایشی ساخته شده که قابلیت کنترل موارد ذکرشده را داشته باشد. در تست های سری اول از یک پی مربعی به ابعاد 15*15 سانتی متر استفاده شده و میزان ru خاک تغییر می کند و در نهایت نمودار تنش-نشست خاک به دست می آید. تست های سری دوم همانند سری اول است با این تفاوت که از پی نواری با ابعاد 85*15 سانتی متر استفاده شده است. تست های سری سوم و چهارم همانند تست های سری قبل است با این تفاوت که نوع بارگذاری پی تغییر کرده است به طوری که بار با توجه به ضریب اطمینان اعمال شده تا مقداری افزایش یافته و سپس ثابت نگه داشته شده است. در انتها نتایج به دست آمده از آزمایش با نتایج حاصل از برنامه geoslope مورد مقایسه قرارگرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده از آزمایشات مشاهده می شود که ظرفیت باربری با افزایش ru کاهش پیدا می کند. این تأثیر در پی های مربعی نسبت به پی های نواری مشهودتر است. در تمامی تست ها با اعمال بار فشار آب زیر پی کاهش پیدا می کند و این کاهش از باری به بعد ثابت می شود. بر اساس تحلیل نتایج به نظر می رسد می توان با انتخاب ضریب اطمینانی مناسب نسبت به نشست های اتفاق افتاده آسوده خاطر بود. با مقایسه نتایج حاصل از برنامه و آزمایشات می توان دریافت برنامه geoslope از مقدار ru ای به بعد میزان ظرفیت باربری را به شدت کاهش می دهد در صورتی که در تست های آزمایشگاهی مقادیر حاصله اعدادی بسیار بزرگ تر می باشد. این مطالعات می تواند با انجام تست های تکمیلی برای ru و نسبت های b/l متفاوت تر توسعه پیدا کند.

در سال های اخیر استفاده از گروه شمع ها به صورت ترکیب با پی های رادیه به دلیل عملکرد مناسب در کنترل و کاهش نشست ها و افزایش ظرفیت باربری پی، گسترش یافته و صرفه جویی اقتصادی نیز داشته اند. یکی از مباحث مهمی که در طراحی شمع های این سیستم ترکیبی مطرح است اجرای آن در خاک های مسئله دار ازجمله خاک های ماسه ای اشباع و در نتیجه، بحث احتمال وقوع روانگرایی خاک تحت بار های لرزه ای می باشد. در این نوع خاک ها تحت بار های لرزه ای مقاومت برشی خاک کاهش ناگهانی یافته، خاک روانگرا شده و تغییر شکل¬های قابل توجهی می یابد و در نتیجه نیروهای مخربی به شمع¬های مورد استفاده در سیستم پی شمع وارد می آید. استفاده از این سیستم بخصوص در نواحی که لایه های سطحی مقاومت کافی نداشته یا سطح آب بالا بوده یکی از انتخاب های اول مهندسین ژئوتکنیک است علاوه بر این، برای سازه های دریایی نظیر سکوها یا اسکله ها معمولاً چاره ای جز استفاده از این نوع پی ها وجود ندارد. ازاین رو باید شناخت کافی از اندرکش های این سیستم داشته و رفتار آن ها در این خاک ها به خوبی شناخته شود. در طی چند دهه اخیر، مطالعات فراوانی بر روی این نوع سیستم توسط محققین انجام شده است که در اکثر مطالعات عددی و غیرعددی انجام شده روی عملکرد شمع- خاک در خاک های روانگرا، بیشتر به تحقیق در مورد اندرکنش شمع های تکی و گروهی پرداخته شده و اثر پدیده روانگرایی را روی شمع ( مانند: خرابی، بار، جابجایی، نشست ...) بررسی نموده اند و کمتر از این دیدگاه که یک گروه شمع، بخصوص گروه ریزشمع در کاهش پتانسیل روانگرایی موثر بوده پرداخته شده است. کاهش یا افزایش پتانسیل روانگرایی خاک ها به هنگام استفاده از سیستم پی شمعی با توجه به اندرکنش های پیچیده آن در سالیان اخیر مورد سوال محققین بوده و تحقیقات کمی در رابطه آن انجام شده که نتایج متناقضی نیز با یکدیگر داشته اند، زیرا در پروفیل های خاک و یا برای موج های زلزله خاصی بررسی شده اند، علاوه بر آن در هیچ یک از این تحقیقات از ریزشمع استفاده نشده و به فواید ریزشمع در کاهش پتانسیل روانگرایی خاک ها اشاره ای نداشته اند. باتوجه به استقبال فراوان به استفاده از ریزشمع به جای شمع طی ده های اخیر به دلیل اثرات مفیدی که ریزشمع هم در از نظر فنی هم از نظر اقتصادی نسبت به سازه های نگه دارنده مشابه دارد، لزوم انجام تحقیقاتی در این زمینه محسوس است، لذا این امر به عنوان یکی از اهداف اصلی انجام این پایان نامه در نظر گرفته شده است. بدین منظور در ابتدای این پایان نامه با نگاهی بر سیستم پی شمعی و ریزشمع ها، اندرکنش های این سیستم به همراه مزایای آن ها در حالت کلی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه توضیحی پیرامون روانگرایی و اثرات نامطلوب آن بر عملکرد سیستم پی شمعی خواهد شد و در پایان نیز با استفاده از نرم افزار flac 2d که مبتنی بر روش عددی تفاضل محدود است ابتدا صحت سنجی با مدل سازی چند نمونه پروژه واقعی انجام شده است، سپس به بررسی عملکرد سیستم پیشمعی در خاک های مستعد روانگرایی تحت بار های لرزه ای مختلف پرداخته و تأثیر آرایش شمع ها و ریزشمع ها در کاهش تغییر شکل های حجمی خاک و در نتیجه کاهش پتانسیل روانگرایی آن بررسی می شود. نتایج حاصل شده نشان می دهد با یک چیدمان مناسب از گروه شمع و ریزشمع می توان پتانسیل روانگرایی خاک های مسئله دار را کاهش داد.

آنجایی که مصالح سیمانته شده به صورت طبیعی، دارای درجات مختلفی از سیمانتاسیون و تراکم بوده و همین طور در نهشته های تثبیت شده با عوامل سیمانته، ایجاد هم پوشانی مناسب بین نقاط تثبیت شده، مشکل و تا حدی غیرممکن است، در نتیجه در این تحقیق اثر ناهمگنی روی رفتار مکانیکی مصالح دانه ای مورد بررسی قرار گرفت. . نتایج آزمایش نشان داد با افزایش درجه ناهمگنی، پارامتر های مقاومتی خاک از جمله؛ مقاومت ماکزیمم و مقاومت نهایی کاهش و شاخص تردی نمونه ها افزایش می یابد.

از سال 1970 میخ کوبی به صورت گسترده در پایداری شیب ها و گودبرداری ها در سرتاسر جهان استفاده می شود. تا کنون مطالعات تجربی و تحلیل ها عددی فراوانی به منظور درک بهتر رفتار دیواره های میخ کوبی انجام گرفته است. یکی از پارامترهای مهم در تحلیل دیواره گود بدست آوردن ضریب اطمینان می باشد. این در حالی است که ضریب اطمینان خود وابسته به سطح گسیختگی بحرانی می باشد. اغلب محققین در روش عددی براساس حداقل ضریب اطمینان سطح لغزش بحرانی را مشخص کردند. در حال حاضر، تحلیل عملکرد دیواره گود معمولاً در حالت دو بعدی انجام می گیرد. حال آنکه تحلیل دیواره گود، مسئله ای سه بعدی بوده و تحلیل آن به صورت دو بعدی خالی از اشکال نیست. با توجه به مطالعات گذشته، این سازه ها رفتار لرزه ای مطلوبی از خود نشان می دهند به طوری که حتی در زلزله های قوی هم به طور ناگهان گسیخته نمی شوند. در این مطالعه، روشی برای تعیین سطح لغزش بحرانی بر اساس روش عددی تحلیل دوبعدی و تحلیل سه بعدی ارائه شده است، و با استفاده از این روش، مقایسه سطح لغزش تحلیل دو بعدی و تحلیل سه بعدی صورت گرفته است. با در نظر گرفتن سطح لغزش دیوار میخ کوبی شده در تحلیل دو بعدی و سه بعدی در طرح های میخ کوبی مختلف و عرض گود متفاوت ارزیابی شده است. در نهایت، دیوار دائمی پایدار استاتیکی تحت بارگذاری های متفاوت دینامیکی بررسی شده است تا عملکرد این دیوار شناسایی شود. جهت مقایسه شتاب نگاشت ها برای دو نوع بررسی انتخاب شده است. بررسی اول برای بررسی انواع متفاوت( g1/0، g2/0، g35/0، g5/0، g6/0) شتاب حداکثر زمین (pga) در پریود متوسط ثابت 65/0 می باشد. این پریود برابر با پریود طبیعی خاک می باشد. به عبارت دیگر، این بررسی پاسخ دیوار میخ کوبی شده در شتاب حداکثر زمین متفاوت در هنگام رخ دادن پدیده تشدید می باشد. در بررسی دوم با توجه به پهنه بندی مناطق بر اساس خطر نسبی زلزله، شتاب نگاشت های انتخاب شده با پریود متوسط 3/0، 39/0، 526/0، 658/0 و 96/0 ثانیه به شتاب نگاشت g35/0 که مربوط به شهر تهران می باشد مقیاس شده اند، و به مدل اعمال می شود.نتایج نشان می دهد روش ارائه شده برای تعیین سطح گسیختگی بحرانی روش مناسبی می باشد. سطح گسیختگی تحلیل دوبعدی بزرگ تر از سطح گسیختگی سه بعدی می باشد و حداکثر حجم گسیختگی در میانه گود در عرض ها 18 متر و بزرگ تر از آن برابر با سطح گسیختگی تحلیل دوبعدی می باشد. شکل گسیختگی به صورت قاشقی می باشد که در تحلیل دو بعدی در نظر گرفته نمی شود. دیوار میخ کوبی شده در تحلیل دو بعدی اثر بعد سوم را به خوبی نشان نمی دهد و این امر باعث ایجاد تغییر شکل قابل توجهی نسبت به تحلیل های دو بعدی در عرض های 18 متر و بزرگ تر از آن می شود. پاسخ لرزه ای دیوار میخ کوبی شده تابع pga و پریود متوسط شتاب نگاشت ها می باشد. با افزایش pga و پریود متوسط تغییر شکل دیواره گود افزایش می یابد و میخ ها قبل از رسیدن به مقاومت جاری شدن، دیواره ها دچار گسیختگی بیرون آمدگی می شوند.

سواحل دریای خزر همواره مورد توجه جمعیت زیادی از گردشگران بوده است، بر همین اساس ساختمان¬های بلند و عظیمی در این نواحی ساخته شده است. این منطقه دارای نهشته ماسه تمیز بد دانه بندی شده بوده که مستعد روانگرایی می باشد. ازطرفی مقاومت برشی زهکشی نشده خاک¬های دانه¬ای یکی از پارامتر¬های مهم و تأثیرگذار در بررسی ظرفیت باربری پی¬ها و دیوارهای حایل می باشد. با توجه به وجود مخلوط¬های شن و ماسه به صورت همگن وناهمگن در سواحل دریای خزر، شناخت پارامتر¬های مقاومتی این نوع مخلوط¬ها ضروری به نظر می رسد. مطالعه روانگرایی استاتیکی با استفاده از دستگاه سه محوری استاتیکی به درک بهتر مکانیسم و رفتار پارامترهای کنترل کننده خاک در پدیده روانگرایی و ارزیابی مقاوت برشی کمک خواهد کرد. از این رو در این پژوهش سعی شده تا به بررسی تفاوت رفتار مخلوط¬های همگن و ناهمگن ماسه و شن تحت شرایط مختلف از قبیل تنش¬های همه جانبه، تراکم نسبی¬های مختلف و درصد ناهمگنی¬های مختلف، با استفاده از آزمایشات سه محوری استاتیکی یکنواخت زهکشی نشده پرداخته شود. نتایج آزمایش¬های صورت گرفته برای بررسی تأثیر نوع رسوب گذاری، افزایش درصد ناهمگنی، تراکم نسبی و فشار همه جانبه بر مقاومت برشی، پتانسیل فشار آب حفره¬ای و زاویه اصطکاک داخلی مخلوط¬ها، دید گاه های جالب توجهی را ارائه می دهد. در تمامی نمودار¬ها مشاهده گردید که مقاومت برشی، پتانسیل فشار آب حفره¬ای و زاویه اصطکاک داخلی نمونه های با رسوب گذاری همگن، کاملاً متفاوت و متمایز از نمونه¬های با رسوب گذاری ناهمگن می باشد. مقاومت برشی نمونه ها با افزایش درجه ناهمگنی افرایش می یابد. این موضوع به دلیل افزایش اتساع مخلوط با ازدیاد درصد ناهمگنی می باشد. از فشار آب منفذی در نمونه های مخلوط شن و ماسه، با افزایش درجات ناهمگنی کاسته می شود. بر مقاومت برشی زهکشی نشده نمونه ها، در یک تراکم ثابت با افزایش فشار همه جانبه، افزوده می شود. همچنین با افزایش تراکم در فشار همه جانبه ثابت، مقاومت برشی نمونه ها افزایش و پتانسیل فشار آب حفره¬ای کاهش می یابد. در تراکم نسبی بالاتر، حالت متراکم تری برای مخلوط ایجاد شده و تماس بین دانه ها و قفل و بست بین آن ها قوی تر می گردد، در نتیجه بر مقاومت برشی مخلوط افزوده می شود. همچنین نوع رسوب گذاری در مخلوط، تأثیر قابل توجهی بر زاویه اصطکاک خاک می گذارد. طوری که با افزایش درصد ناهمگنی، زاویه اصطکاک داخلی مخلوط ها هم افزایش می یابد.

در این تحقیق قبل از انجام تحلیل سه بعدی و مدلسازی گروه شمع در خاک روانگرا، تحلیل یک بعدی راجع به بهسازی سطحی به ضخامت های10،20،30و40 متری در زمین هایی به ارتفاع 60،120و200 متری، با استفاده از نرم افزار deepsoil صورت گرفته است تا به نتیجه اولیه در مورد تاثیر بهسازی بر طیف پاسخ شتاب و همچنین طیف بزرگ نمایی دست پیدا کرد. نتایج حاصل از این تحلیل یک بعدی نشان می دهد که با افزایش ضخامت بهسازی سطحی، بزرگ نمایی کاهش پیدا می کند. سپس با استفاده از تحلیل سه بعدی همبسته دینامیکی در حوزه زمان رفتار گروه شمع 3×3 مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور با استفاده از نرم افزار اجزای محدود opensees v2.4 به بررسی تاثیر پارامترهای موثر نظیر تراکم لایه روانگرایی و محتوای فرکانسی بر روی رفتار خاک و شمع مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که بیشتر این عوامل تاثیر گذار بر رفتار شمع و خاک در آیین نامه زلزله ایران، استاندارد 2800، لحاظ نشده است و این موارد لزوم بازنگری روش های تحلیل و طراحی کنونی را آشکار می سازد. با بررسی محتوی فرکانسی بر روی رفتار گروه شمع مشاهده شده است که به دلیل رفتار پیچیده گروه شمع در خاک روانگرا، تنها با اتکا به نتایج حاصل از یک حرکت ورودی سنگ بستر نمی توان به یک نتیجه قاطع دست پیدا کرد. همچنین مقایسه نتایج مدل عددی در این تحقیق با مشاهدات آزمایشگاهی نشان می دهد که روش عددی در صورت استفاده از مدل رفتاری مناسب و همچنین در نظر گرفتن پارامترهای مناسب برای خاک و شمع، می تواند روش مطمئنی برای پیش بینی رفتار خاک و شمع از لحاظ کیفی و کمی باشد.

زمانیکه دو ساختمان در کنار یکدیگر قرار می گیرند و خاک زیر پی دو ساختمان همگن و از یک جنس باشند. مشکلی که ممکن است رخ دهد افزایش نشست و همچنین افزایش نشست غیر یکنواخت پی است، که منجر به خرابی سازه می شود. روش های مختلفی برای کاهش نشست و افزایش ظرفیت باربری پی های سطحی متداخل وجود دارد که می توان به استفاده از پی های عمیق مانند شمع و مسلح سازی خاک اشاره کرد. مطالعات محدودی بر روی نشست های القایی که در اثر تداخل دو پی در کنار یکدیگر بوجود می آید صورت گرفته است. در این پایان نامه نشست نسبی پی های سطحی در کنار یکدیگر تحت بارگذاری استاتیکی مطالعه گردیده است. تحلیل انجام شده به منظور بررسی اثرات پارامتر های پی، پارامتر های مقاومتی خاک بر نشست نسبی پی می باشد. همچنین عواملی که منجر به کاهش نشست نسبی می شود بررسی شده است. در این تحقیق برای بررسی نشست نسبی پی های مجاور از نرم افزار مبتنی بر تحلیل اجزای محدودی استفاده شده است. برای این منظور یکبار یک پی با عرض کمتر و بار دیگر پی با عرض بزرگتر برای بارگذاری های مختلف مدل سازی شده است و نشست نسبی پی کوچکتر محاسبه می شود. محدودیت های موجود در این پایان نامه عبارتند از پارامتر های خاک فرض شده و پارامتر های پی، برای کاهش این محدودیت ها و کاربردی شدن این تحقیق به مطالعه موردی بر روی خاک شهر بابل پرداخته شده است. برای بررسی صحت مقادیر بدست آمده از نرم افزار به صحت سنجی مقادیر بدست آمده از این برنامه با مقادیر موجود آزمایشگاهی مثل تست ظرفیت باربری پی نواری و مقادیر موجود آزمایش بارگذاری صفحه بر روی خاک بابل پرداخته خواهد شد. با توجه به این تحقیق می توان نتیجه گرفت افزایش عمق مدفون پی باعث کاهش نشست نسبی خواهد شد همچنین افزایش عرض پی نشست نسبی را افزایش می دهد. برای کاهش نشست نسبی می توان از روش های مختلفی استفاده نمود از جمله: استفاده از شمع، ستون سنگی و اجرای سپر در کنار پی. اجرای شمع در زیر پی جدید باعث می شود تا تنش های این پی در اعماق پایین تری توزیع شود و باعث کاهش نشست نسبی خواهد شد. بنابراین هرچه طول شمع بیشتر شود نشست نسبی پی قدیمی بیشتر کاهش می یابد. همچنین اجرای سپر از القای تنش های پی جدید به پی قدیمی جلوگیری می کند که این نیز سبب کاهش نشست نسبی خواهدشد. همچنین اجرای ستون سنگی نیز باعث کاهش نشست نسبی خواهد شد.

هرچند ماهیت زلزله دارای پیچیدگی های بسیار می باشد، اما قوانین زیادی نیز بر جنبه های مختلف این پدیده ی طبیعی حاکم است. شناخت این قوانین به منظور رویارویی مناسب با این پدیده ی طبیعی، دارای اهمیت زیادی است. انواع امواج ایجاد شده، نحوه ی انتشار آنها تا محل استقرار سازه، اثر ساختگاه بر بزرگنمایی امواج و تاثیر فاصله محل زلزله تا محل سازه همگی از مسائل اساسی در این زمینه هستند. یکی از مسائل مهم در مورد رکورد تحریک کننده ی سازه، تاثیر ساختگاه بر رکورد منتقل شده از سنگ بستر به سطح زمین می باشد. رکورد زلزله با توجه به خصوصیات لایه بندی خاک محل استقرار سازه دچار تغییرات اساسی شده و سپس در تراز زمین و در محل پی سازه به آن اعمال می شود. به عبارت دیگر پاسخ در سطح زمین تابعی از تاثیرات لایه های خاک زیر سازه می باشد. در این تحقیق اثرات ساختگاه با لایه های افقی و شیبدار بر پاسخ دینامیکی سازه های میان مرتبه مورد بررسی قرار می گیرد. به همین منظور با افزایش شیب لایه های ساختگاه از حالت افقی به شیب 2، 4، 6 و 8 درصد، پاسخ شتاب ماکزیمم، تغییرات شدت آریاز، فاکتور بزرگنمایی دامنه شتاب در سطح زمین تحت اثر مولفه افقی شتابنگاشت چند رکورد زلزله بررسی می شود. سپس تاریخچه زمانی شتاب حاصل از تحلیل معادل خطی ساختگاه در سطح زمین به عنوان تحریک ورودی، به سازه اعمال می شود. تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی خطی برای قاب های خمشی فولادی 4، 7 و 12 طبقه صورت می گیرد. بدین ترتیب اثر شیب لایه های آبرفتی بر روی پاسخ تغییر مکان قاب های فلزی نیمه بلند مورد ارزیابی قرار می گیرد.نتایج نشان می دهد که فاکتور افزایش دامنه شتاب ماکزیمم برای ساختگاه با لایه های افقی تحت رکوردهای مختلف از 05/3 تا 36/4 برابر شده است. همچنین با افزایش شیب لایه ها اثرات کاهشی روی شدت آریاز از 3/0 تا 3/22 درصد برای زلزله های مختلف مشاهده شده است. پاسخ تغییر مکان بام در قابها نیز روند کاهشی از 17/0 تا 31/8 درصد تحت زلزله های مختلف داشته است. در نهایت مشاهده می شود که اثر شیب لایه های آبرفتی ساختگاه بر پاسخ تغییر مکان بام، با افزایش ارتفاع سازه کم می شود.

بررسی روانگرایی ماسه های شل اشباع در اثر تحریکات زلزله نشان داده است که این پدیده باعث افت مقاومت برشی بیش از اندازه وهمچنین وقوع کرنش های برشی مخرب برای سازه های مختلف شده است. خرابی های ثبت شده ناشی از روانگرایی بیانگر لزوم به کارگیری روش های بهسازی خاک در برابر این پدیده بوده است. پیش از این تحقیقات گسترده ای در زمینه روش های تسلیح خاک ها صورت گرفته شده است. یکی از روشهای نوین تسلیح که بسیار موردتوجه قرار گرفته، استفاده از ژئوسنتتیک ها در شکل های مختلف بوده است. از سوی دیگر کارآیی مناسب ژئوسل ها به عنوان یکی از انواع ژئوسنتتیک در افزایش ظرفیت باربری پی های سطحی پیش از این شناخته شده است. به همین دلیل در این پژوهش، ژئوسل به عنوان المان تسلیح انتخاب شده است. در این تحقیق به کمک انجام بیست تست آزمایشگاهی سعی در شناخت هر چه بیشتر رفتار پی نواری متکی بر خاک روانگرای مسلح شده است. آزمایش ها در دو سری انجام شده است که سری اول شامل 8 تست بوده که در آن رفتار پی بر روی خاک مسلح در اضافه فشار های مختلف صفر، 3/0، 7/0 و 1 بررسی شده و در سری دوم آزمایش ها که شامل 12تست بوده است، رفتار پی پیش بارگذاری شده برای شبیه سازی بهتر از آنچه که در واقعیت اتفاق می افتد، در اضافه فشار های 3/0، 7/0 و 1 بررسی شده است. نتایج نشان دهنده تأثیر مثبت و قابل قبول این روش بهسازی و افزایش قابل توجه ظرفیت باربری در حالت وجود فشار آب حفره ای اضافی و همچنین کاهش 40 تا 70 درصدی نشست های ایجاد شده نسبت به حالت غیرمسلح بوده است. برای بررسی بهتر میزان تاثیر ژئوسل در افزایش ظرفیت باربری از شاخص فاکتور بهبود (if) استفاده شده است که در بهترین حالت عملکرد باعث افزایش 4/2 برابری در ظرفیت باربری شده است. همچنین کمترین میزان تاثیر گذاری که در تسلیح هم عرض پی و 1ru= رخ داده است، بیانگر افزایش 53درصدی در ظرفیت باربری بوده است.

به علت گسترش روزافزون جمعیت و زیبایی های طبیعی و ایجاد جاذبه های گردشگری در مناطق ساحلی سازه های مختلفی ساخته می شود که خاک برخی از این مناطق مستعد روانگرایی می باشد. به همین دلیل داشتن درک درست و دقیق از نحوه رفتار پی های سطحی در شرایط روانگرایی از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا در این مطالعه به بررسی رفتار پی های سطحی نواری پرداخته شده است تا در حالت دو بعدی درک درستی از این رفتار به دست آید. جهت مدل سازی رفتار باربری پی ها در فشارهای آب اضافی از یک محفظه آزمایش به ابعاد 120×90×90 سانتی متر استفاده شده است. مدل پی نواری دارای عرضی معادل 15 سانتی متر می باشد. برای مشاهده تغییرات زیر پی از دو صفحه پلاکسی گلاس در طرفین محفظه آزمایش استفاده شده است. برای ارزیابی دقیق تغییرات گوه زیر پی از مش های 55 سانتیمتری ماسه رنگی استفاده شده است. اضافه فشار آب حفره ای با استفاده از تراوش ایستایی و تغییر ارتفاع محفظه آب قابل اعمال می باشد. ظرفیت باربری پی ها در نسبت های اضافی آب حفره ای صفر ،0/3، 0/7و یک مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات به ازای سه ضخامت مختلف (b/3، 2b/3، 3b/2) برای لایه غیر روانگرا انجام شده است. مقیاس مدل فیزیکی مورد استفاده در این مطالعه با نسبت (1 به 10) نسبت به شرایط واقعی می باشد. آزمایشات در دو دسته انجام شد. در دسته اول، آزمایشات مربوط به بار- نشست انجام شد. در دسته دوم آزمایشاتی تحت عنوان آزمایشات بار- ثابت انجام شد تا میزان نشست های برشی تحت بار ثابت اندازه گیری شود. در نتیجه این آزمایشات مشخص شد که ظرفیت باربری خاک با افزایش ضخامت لایه غیر روانگرا افزایش می یابد. به عنوان مثال در شرایط روانگرایی کامل مشاهده شد که وجود لایه غیر روانگرا موجب افزایش ظرفیت باربری تا میزان 1/59 کیلوگرم بر سانتی متر مربع شده است. همچنین مشخص شد که به ازای ضخامت های بیشتر از 3b/2 برای لایه غیر روانگرا، روانگرایی تأثیر شایانی بر کاهش ظرفیت باربری پی نخواهد داشت. همچنین دیده شد که نرخ افزایشی ظرفیت باربری نرمال شده با افزایش ضخامت لایه غیر روانگرا در نسبت های بالای اضافه فشار حفره ای نسبت به نسبت های پایین تر اضافه فشار بیشتر می شود. علاوه بر آن با اندازه گیری میزان نشست های برشی تحت بار ثابت، رفتار پی های سطحی در شرایط پس از روانگرایی مورد بررسی قرار گرفت. در پایان نیز با استفاده از نتایج آزمایشات بار نشست حدودی برای ضریب اطمینان بهینه ارائه شد.

در سال های اخیر استفاده از شمع ها برای کنترل نشست و از طرفی افزایش ظرفیت باربری پی ها به شکل موثری افزایش یافته است. از این رو نیاز به بهینه سازی این سیستم ها و بررسی عملکرد دقیق تر آن ها یکی از نیاز های امروزه علوم مهندسی می باشد. از طرفی با توجه به قرارگیری ایران در پهنه ای لرزه خیز، بررسی عملکرد این سیستم ها به هنگام زلزله از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این بررسی به مطالعه عملکرد پی های مرکب رادیه شمع به عنوان سیستم بهینه شده پرداخته شده است. به این منظور ابتدا تعدادی آزمایش میز لرزه بر روی نمونه کوچک مقیاس پی مرکب رادیه شمع انجام شده و عملکرد این مجموعه در حالت شمع های متصل و منفصل در شتاب های مختلف تحت موج سینوسی بررسی شده است. در ادامه با تدقیق مدل سازی عددی انجام شده با نتایج آزمایشگاهی، عملکرد این سیستم در ابعاد واقعی نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. به صورت کلی می توان نتیجه گرفت که سیستم منفصل لنگر کمتری نسبت به سیستم متصل به شمع ها انتقال می دهد و از سویی جا به جایی رادیه در حالت منفصل از جا به جایی رادیه در سیستم متصل بیشتر خواهد بود. از این رو در انتخاب نوع سیستم مورد استفاده باید شرایط پروژه با شرایط عملکردی این مجموعه ها مورد بررسی قرار گیرد.

خواص دینامیکی خاک ها شامل مدول برشی و نسبت میرایی از پارامترهای بسیار مهم جهت بررسی رفتار دینامیکی و همچنین مدلسازی این مصالح می باشند. مرور مطالعات گذشته نشان می دهد که بخش زیادی از تحقیقات صورت گرفته بر رفتار خاک های سیلیکاتی متمرکز بوده و خاک های کربناتی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از طرفی مناطق وسیعی از کره زمین، از جمله بخش های وسیعی از مناطق جنوبی ایران، پوشیده از خاک های کربناتی است. مناطق جنوبی کشورمان که از خطر لرزه-خیزی بالایی برخوردار است، به علت موقعیت حساس و استراتژیک و همچنین وجود منابع عظیم نفتی و گازی مورد ساخت و سازهای گسترده ای قرار می گیرد. از اینرو بررسی پارامترهای دینامیکی ماسه های کربناتی این نواحی و مقایسه ی آن با ماسه های سیلیکاتی از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. در این پژوهش، مدول برشی و نسبت میرایی ماسه های کربناتی بوشهر و هرمز و همچنین ماسه سیلیکاتی بابلسر در دامنه های کرنش برشی کوچک تا بزرگ و با انجام آزمایش های ستون تشدید و سه محوری سیکلی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. اثر فشار محدود کننده ی میانگین و نسبت تخلخل بر رفتار دینامیکی ماسه های کربناتی و سیلیکاتی مورد بررسی قرار گرفت. مدول برشی و نسبت میرایی ماسه های مورد آزمایش تحت شرایط تنش همسان و ناهمسان ارزیابی شد تا در صورت نیاز اثر شرایط تنش در رفتار خاک لحاظ گردد. در ادامه نتایج با مدل ها و روابط موجود مقایسه شد.