بررسی رفتار لرزه یی سد سفیدرود به عنوان یکی از چهار سد بزرگ ایران، با توجه به پتانسیل بالای لرزه خیزی در البرز مرکزی و با توجه به تاریخچه لرزه ای این منطقه (زلزله ی 1369 رودبار و منجیل)، حایز اهمیت است. در این پژوهش فعالیت گسل های منطقه بر اساس مکان یابی دوباره ی زمین لرزه ها و پتانسیل لرزه یی منطقه تا شعاع 300 کیلومتر بررسی شده و بحرانی ترین گسل و همچنین مکانیسم گسلش مطابق نقشه خطر زمین لرزه ایران و حل مکانیسم گسل زلزله های پیشین، بدست آمده است. بدین ترتیب فرض می شود که گسل مربوط به زلزله منجیل ـ رودبار دارای یک روند شمال غرب ـ جنوب شرق با مکانیسم گسلش strike-slip است. سپس با فرض مدل نقطه ای haskell و یک گسل خطی به صورت مجموعه ای از بینهایت (یا به لحاظ فیزیکی، تعداد بسیار زیادی)، منبع نقطه ای توسط نرم افزار matlab ایجاد شده است. پاسخ معادله موج حاصل از امواج لرزه ای منتشر شده از منبع نقطه ای، تاریخچه جابجایی زمان از یک نقطه، بر اساس جابجایی ذره (particle dislocation) در منبع بدست آورده می شود. تاریخچه جابجایی - زمان بدست آمده از برنامه توسط بسط سری های فوریه تبدیل به منحنی تاریخچه جابجایی- زمان، نرم و همواری گردیده است. با مشتق گیری از این منحنی می توان تاریخچه شتاب – زمان و سرعت – زمان را بدست آورد. تاریخچه های شتاب- زمان بدست آمده با اطلاعات ثبت شده از زلزله واقعی پس از تصحیح خط مبنا و فیلتراسیون بر آن، مقایسه شده است. سپس بیشینه شتاب زمین (pga) و طول مدت زمین لرزه جهت مقایسه شتابنگاشت مصنوعی با شتاب نگاشت ثبت شده ی واقعی زلزله ( زلزله منجیل- رودبار 1369 ) در سه ایستگاه مورد بررسی قرار گرفته است و جهت بدست آوردن شدت نرخ گشتاور لرزه ای (m ?_0) و سرعت موج برشی(?) در بستر سنگی و زمان نمو منبع(?_r) ، بر روی آنها کالیبراسیون انجام پذیرفته است. در مرحله بعد، با استفاده از نرم افزار seismosignal، فیلتراسیون فرکانسهای بالا و پایین و تصحیح خط مبنا برای تاریخچه های شتاب- زمان انجام شده است. این شتاب نگاشت مجدداً با رکورد اصلی مقایسه گردیده که نتایج حاکی از تطابق نسبتاً خوبی بین آنها بوده است. در نهایت از پارامترهای لرزه ای این نتایج برای پاسخ لرزه ای پی سد سفیدرود استفاده و زلزله یی مصنوعی برای ساختگاه این سد تولید شده است. در تولید این زلزله، به دلیل خطی در نظر گرفتن گسل و همچنین نادیده گرفتن اثر میرایی و تفرق امواج، شتاب ، سرعت و جابجایی قابل ملاحظه یی به دست آمده است که البته در مقایسه با زلزله های شدید جهانی مقادیر غیرقابل باوری نیستند و از سوی دیگر، به دلیل عدم کاهش آنها بر اساس اثر میرایی و تفرق امواج، برای استفاده ی عملی و مهندسی، در جهت اطمینان خواهند بود.

خاک های موجود در جلگه ی گیلان عموماً متشکل از نهشته های نسبتاً جوان است که در طبقه ی رس های با پلاستیسیته ی بالا و پایین یا ترکیبات رس و لای طبقه بندی می شوند. این خاک ها عموماً دارای نشست پذیری قابل توجهی هستند. به دلیل تغییرات حجمی قابل توجه در رس های نرم، عموماً نتایج آزمایش تحکیم استاندارد با مشاهدات آزمایشگاهی یا صحرایی دارای تفاوت قابل ملاحظه یی است. لذا در این تحقیق سعی شده است تا با مدلسازی فیزیکی چنین خاک های رسی در آزمایشگاه به این تفاوت ها پی برد و حدود پیش بینی های تئوریک را تعیین نمود. برای این منظور یک دستگاه بزرگ مقیاس تحکیم ساخته شده است و رس های نرم در آن مدلسازی و بارگذاری گردیده اند. به صورت هم زمان آزمایش های استاندارد تحکیم نیز بر همین نمونه ها انجام شده است و نتایج حاصل از تئوری تحکیم بر اساس پارامترهای به دست آمده از آزمایش استاندارد تحکیم با نتایج آزمایش بزرگ مقیاس مقایسه شده اند. مقایسه ی این نتایج نشان دهنده ی تفاوت قابل توجه بین تئوری و آزمایش است که این تفاوت در سطوج بالاتر بارگذاری کمتر می شود و رفتار نمونه های خاک از رفتار خاک های نرم با تغییرشکل های زیاد، فاصله می گیرد.

تحلیل کامل مسائل تغییر شکلی و یا پایداری در مکانیک خاک، با استفاده از بکارگیری مدل بنیادی مناسب و تحلیل معادلات تعادل، سازگاری، تسلیم و ارضای شرایط مرزی در محیط، امکان پذیر است. با این حال، این مدل بنیادی به منظور تبیین دقیق رفتار خاک، عموماً در دسترس نیست و یا در صورت وجود، تحلیل کامل مسائل با استفاده از این روش عموماً دشوار است. بر این اساس، در مسائل پایداری به منظور تخمین حدی از بار گسیختگی واقعی، می توان از روش تحلیل حدی که در آن رفتار ماده به صورت الاستیک یا صلب-پلاستیک کامل درنظر گرفته می شود، استفاده کرد. در استفاده از این روش، تکنیک های مختلفی چون رویکرد کینماتیکی در حد بالای بار گسیختگی، اجزای محدود و برنامه ریزی خطی یا غیر خطی و رویکرد تغییرات تصادفی میدان تنش، مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش، از تکنیک اجزای محدود و برنامه ریزی خطی به منظور تخمین مقداری بهینه از حد پایین بار گسیختگی پی نواری مستقر بر خاک های ناهمسان در مقاومت، استفاده شده است. برای این منظور، در این پژوهش از فرمولاسیون تحلیل اجزای محدود و برنامه ریزی خطی bottero (1980) و sloan (1988) در مسائل حد پایین مصالح همسان، استفاده شده است. این فرمولاسیون در حالت ناهمسان با تغییراتی همراه است که در این پژوهش به آن پرداخته شده و برای اولین بار از روندی تکراری در تحلیل آن استفاده شده است. لازم به ذکر است که فرمولاسیون مورد استفاده در این پژوهش قابل بکارگیری در شرایط شبهه استاتیکی و همچنین دیگر مسائل پایداری چون فشار جانبی وارد بر دیوار حایل و غیره، نیز است. کلیه ی تحلیل های عددی موجود در این پژوهش، با استفاده از برنامه نویسی کامپیوتری مطابق فرمولاسیون مسئله انجام شده است. نتیجه نهایی این پژوهش ارائه چارت طراحی به منظور تخمین ضرایب موجود در رابطه سه ترمی توان باربری پی نواری مستقر بر خاک های ناهمسان است.

آنالیز پایداری دیوارهای نگهبان، به ویژه سپری ها در حضور جریان آب زیرزمینی از این جهت حایز اهمیت است که نیروی نشت به کاهش نیروهای مقاوم و در نتیجه کاهش پایداری آن ها می انجامد. مطالعات اولیه terzaghi (1943) نشان می دهد که به صورت تقریبی، قسمتی از حجم توده خاک به عرض نصف ارتفاع دیوار می بایست جهت آنالیز پایداری کلی در مقابل ناپایداری هیدرولیکی در نظرگرفته شود. در صورت وجود حاشیه امن مناسب نسبت به ناپایداری هیدرولیکی، همچنان طراحی چنین دیوارهایی نیازمند به تخمینی از فشار جانبی مقاوم خاک است که می بایست به نحوی در حضور نیروی نشت محاسبه شود. با وجود این که چندین روش برای آنالیز پایداری سپری به هنگام حضور جریان نشت وجود دارد اما تاکنون هیچ توجه ای به الگوی جریان نشت و تاثیر آن بر مقاومت خاک پشت دیوار نشده است. در این پژوهش از تلفیق دو روش اجزای محدود و خطوط مشخصه های تنش برای محاسبه این نیروها استفاده می شود. از روش اجزای محدود برای محاسبه میدان جریان استفاده شده و روش مشخصه های تنش برای تعیین میدان تنش به کار می رود. آنالیز پایداری توده خاک در حضور جریان نشت می تواند براساس وزن مخصوص اشباع به همراه توزیع فشار آب حفره ای و یا براساس وزن مخصوص غوطه ور همراه با نیروی نشت در هر نقطه ای از توده خاک صورت گیرد. این دو دیدگاه نتایج دقیقا یکسانی داشته و در پژوهش حاضر از دیدگاه دوم یعنی استفاده از وزن مخصوص غوطه ور و نیروی نشت استفاده شده است. نتایج حاصل از پژوهش در قالب جداول و گراف هایی ارائه و با نتایج موجود از محققین دیگر مقایسه گردیده است.