یکی از مهمترین پارامترهای انتخاب نوع یک سد در وهله اول شرایط ساختگاه سد و سهولت تهیه مصالح ساختمانی مورد نیاز سد است. پس از آن که شرایط محیطی در یک منطقه گزینه ساخت سد خاکی را بر سایر گزینه ها مرجح نماید بایستی منابع قرضه از نظر حجم، کیفیت مصالح خاکی و سهولت دسترسی مورد ارزیابی قرار گیرد. در این بین همواره تلاش طراحان این گونه سازه ها بر بهینه نمودن ابعاد سازه در جهت کاهش حجم مصالح مصرفی و هزینه های اجرائی مترتبه بوده تا جائی که پایداری سازه و ضرایب اطمینان مربوط به آن در حد مجاز باقی بماند. یکی از عواملی که منجر به کاهش هزینه های ساخت چنین سازه هایی می گردد کمک گرفتن از مصالحی است که بتواند ضعف هایی همچون مقاومت برشی پائین خاک، محدودیت های زهکشی یا مشکلات نفوذ پذیری خاک را جبران نماید. امروزه چنین مصالحی با عنوان تجاری ژئوسنتتیک ها با کاربردهای متفاوت و قیمت های مناسب در دسترس مهندسین قرار داشته و می تواند اهداف گوناگونی همچون تقویت بستر، مسلح سازی خاکریز، زهکشی و .. را در سازه های خاکی تامین نماید. هدف این تحقیق بررسی فرایند ساخت سد بر بسترهای ضعیف و همچنین بررسی عملکرد ژئو سنتتیک ها در بهینه سازی سدهای خاکی می باشد. با این نگرش تاثیر استفاده از ژئوگریدها در کاهش نشست های بستر سد خاکی، افزایش ضرایب اطمینان پایداری شیب ها در شرایط مختلف و در نتیجه امکان تندتر کردن شیب ها، استفاده از ژئو تکستایل ها در تسهیل زهکشی بدنه سدهای خاکی و استفاده از ژئوممبرن ها در آب بندی سدها مورد بررسی قرار گرفته است. درانجام آنالیزها از نرم افزار المان محدود plaxis برای مدل کردن سد خاکی و حالات مختلف نصب ژئوگرید ها در پی و بدنه سد در آرایش های مختلف و در شرایط مختلف بهره برداری (ساخت، نشت پایدار و شرایط زلزله) استفاده شده است. لازم به ذکر است که این نرم افزاردر نسخه های موجود قادر به مدل سازی ژئوممبران به عنوان سنتتیک آب بند کننده، نبوده ولی می توان ژئوسنتتیک هائی را که به عنوان فیلتر استفاده می شوند با منظور نمودن برخی فرضیات مدل نمود. نتایج حاصل از آنالیزها در شرایط مختلف انتهای ساخت، نشت پایدار و شرایط زلزله حاکی از آن است که مسلح سازی خاکریز در پی سد منجر به کاهش مقادیر نشست به میزان 15% در شرایط نشت پایدار، کاهش مقادیر تنش به میزان 7% در مرکز پی، افزایش ضرایب اطمینان پایداری شیب ها به میزان حدود 22% ، افزایش تاب مقاومتی سد در برابر زلزله به میزان 76% در مرحله خشک سد و 21% در حالت نشت پایدار گردیده است

مطالعاتی در گذشته بر روی خاک های دانه ای تمیز و به منظور مشاهده ی تأثیر عامل مقیاس یا اثر ابعاد جعبه برش بر روی مقاومت برشی صورت گرفته است. در این تحقیق اثر ابعاد جعبه برش بر روی مقاومت برش خاک های لا ی دار با استفاده از نتایج آزمایش برش مستقیم، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای تحقیق این هدف، ماسه استاندارد فیروزکوه که دارای دانه های تیزگوشه می باشد استفاده شد. سه درصد لای مختلف (10%، 20% و 30%) به ماسه تیز فیروزکوه اضافه شد و آزمایش روی نمونه ها در دانسیته تراکمی حداکثر و در رطوبت بهینه ، انجام گرفت. آزمایش های برش مستقیم با استفاده از سه اندازه جعبه برش ( mm60x60،mm 100x100، mm 300x300) ، در سه تنش نرمال ثابت و با نرخ سرعت جابه جایی ثابت انجام شدند. نتایج نشان داد که در خاکهای ماسه ای با درصد لای مختلف مقاومت برشی حداکثر، با افزایش اندازه جعبه برش کاهش می یابد و این کاهش در ? ، با افزایش درصد لای کاهش می یابد. همچنین افزایش درصدهای لای (ریزدانه) موجب کاهش در مقاومت برشی حداکثر می شود.

در دهه های اخیر، دانشمندان به منظور جلوگیری از انباشتگی پسماندهای صنعتی و حفاظت از محیط زیست ،اقدام به استفاده مفید از پسماندها و محصولات جانبی صنتعی در پروژه های مختلف عمرانی کرده اند. ضایعات لاستیک خودرو، خاکستر بادی، سرباره کوره آهن گدازی و خاکستر پوسته برنج نمونه هایی از این مواد می باشند که می توانند در زیرسازی راه و خطوط ریلی مورد استفاده قرار گیرند. میکروسیلیکا محصول جانبی کارخانه های آلیاژ فروسیلیسیم است که یک ماده خطرناک برای سلامت انسان و محیط زیست محسوب می شود و با توجه به داشتن 95% دی اکسید سیلیسیم می تواند در ترکیب با یک فعال کننده مانند آهک در بهسازی خاکهای مسئله دار مورد استفاده قرار گیرد. اختلاط میکروسیلیکا و آهک با خاک باعث ایجاد واکنش شیمیایی میان دی اکسید سیلیسیم (sio2) و هیدروکسید سیلیسیم (ca(oh)2) موجود در آهک می شود. این فرآیند منجر به تشکیل هیدروسیلیکات کلسیم (c-s-h) می شود که افزایش مقاومت و ظرفیت باربری خاک را در پی دارد. هدف اصلی این تحقیق، بررسی اثر افزودنی میکروسیلیکا- آهک در تغییرات مقاومت و تورم خاک بستر پروژه راه جندق به گرمسار می باشد. برای تعیین میزان مناسب افزودنی در عملیات بهسازی، مقادیر مختلف میکروسیلیکا در درصدهای (0، 1، 2، 5، 10 و 15%) و آهک در درصدهای (0، 1، 3 و 5%) به نمونه های خاک اضافه شدند. آزمایشهای ph، پراکتور اصلاح شده، نسبت باربری کالیفرنیا (cbr)، مقاومت فشاری محدود نشده و عکسبرداری میکروسکوپ الکترونی به منظور تعیین اثرات افزودنی بر روی نمونه های مختلف صورت پذیرفت. نتایج نشان می دهد که با اضافه کردن افزودنی میکروسیلیکا- آهک، مقاومت cbr خاک افزایش پیدا می کند و تورم کاهش می یابد. همچنین مقاومت فشاری محدود نشده نیز از (kg/cm2 62/1) به (kg/cm2 55) افزایش پیدا می کند. با توجه به این نتایج می توان بیان کرد که میکروسیلیکا در کنار آهک به خوبی پارامترهای مقاومتی و تورمی خاکهای ماسه سیلتی را بهبود می بخشد.

واژه خاک مسلح به مسلح کردن خاک به وسیله عناصر کششی نظیر میلگرد، تسمه فولادی و یا ژئوتکستایل اطلاق می شود. این روش بر اساس عملکرد مصالح داخل بتن مسلح در حدود 30 سال پیش ابداع شد و در اجرای بسیاری از سازه ها نظیر دیوار حائل، دیوارهای ساحلی، تونلها و دیوارهای پشت پایه کناری پلها (کوله ها) مورد استفاده قرار گرفت. مسلح کردن خاک از آن جهت سودمند است که به علت اصطکاک موجود در سطح تماس خاک و مصالح مسلح کننده، مقاومت کششی و مقاومت برشی خاک افزایش می یابد. دیوارهای خاک مسلح نسبت به دیوارهای بتن مسلح دارای مزایای فراوانی از جمله ارزانی، سهولت و سرعت اجرا و عدم نیاز به نیروهای با تخصص بالا می باشد. با توجه به مزایای فوق استفاده از خاک مسلح در پروژه های دریایی و حفاظت سواحل می تواند کمک موثری به توسعه و عمران مناطق ساحلی باشد . رفتار سازه های خاک مسلح تحت شرایط مختلف با استفاده از برنامه اجزاء محدود plaxis 8.2 مدلسازی شده است. برای این منظور، اثرات عوامل متفاوت از قبیل طول، فاصله و سختی تسمه بر توزیع نیروی کششی در لایه های مختلف روی قدرت و رفتار دیوار خاک مسلح مورد بررسی قرار گرفت. این نتایج بدست آمده از نرم افزار بصورت گراف ارائه گردید. نتایج این بررسی ها نشان می دهد که : 1- با افزایش عرض تسمه تغییر چندانی در سطح گسیختگی دیوار اتفاق نمی افتد و نیروی کششی افزایش ناچیزی می یابد. 2- با افزایش فاصله و طول تسمه سطح گسیختگی افزایش می یابد. 3- افزایش سطح گسیختی طول تسمه در مقایسه با افزایش فاصله تسمه خیلی بیشتر می باشد و نیروی کششی بیشتری را می تواند تحمل نماید.

اندرکنش بین شمع و خاک یکی از مهمترین مباحث مهندسی ژئوتکنیک و علوم مرتبط با آن می باشد.محققین زیادی تاکنون به بررسی این موضوع پرداخته اند و جنبه های مختلف رفتار شمع ها را تحت اثر بارهای مختلف بررسی کرده اند. با توجه به افزایش استفاده از پی های عمیق(شمع ها) طی دهه اخیر در سطح کشور و گسترش بنادر شمالی و جنوبی کشور در سواحل ماسه ای و خطر روانگرایی در اثر زلزله ، در این تحقیق ظرفیت باربری پی های شمعی به صورت موردی بررسی می شود. با توجه به هزینه های بالای آزمایشات روی شمع ، با استفاده از مدلسازی کامپیوتری ، مدل مناسبی برای پیش بینی جابجایی شمع ها تحت اثر بارهای مختلف ارائه گردید و بدین منظور یک مدل شمع و خاک تولید و با استفاده از روش تفاضل محدود در نرم افزار flac تحلیل گردید. قبل از آماده سازی مدل برای تحلیل شمع در خاک روانگرا در هنگام زلزله ، لازم بود که مدل برای بار استاتیکی ساخته و تحلیل گردد و نتایج با روشهای تئوریکی متداول تحلیل استاتیکی کنترل گردد. پس از کنترل صحت عملکرد برنامه، روانگرایی لایه خاک روانگرا بین دو لایه غیرروانگرا ، بعد از اعمال زلزله، کنترل شد.در محاسبه ظرفیت باربری شمع، رفتار نیرو – نشست شمع مورد توجه قرار گرفته است و برای توزیع نیروی محوری در طول شمع از مکانیزم کاهش نیروی محوری در اثر فعال شدن مقاومت برشی خاک در اثر جابجایی شمع نسبت به خاک اطراف و انتقال بار از شمع به خاک استفاده شده است. نتیجه این تحقیق نشان می دهد که زمین های متشکل از لایه های روانگرا: 1- با توجه به افزایش ضخامت لایه روانگرا مقاومت جداره شمع کاهش می یابد. 2- تشکیل فشار آب منفذی موجب روانگرایی شده که این عمل می تواند درنتیجه اعمال بارگذاری استاتیکی یا بارگذاری دوره ای باشد. 3- به علت تراکم و نشست خاک ، در اثر زلزله و روانگرا شدن خاک ، نشست خاک و شمع به مراتب بیشتر از حالت استاتیکی (تا 10 برابر) در همان سطح بار شده است. 4- مقایسه ای بین تغییرات نیروی ضربه ای در طول شمع برحسب نشست در دو حالت استاتیکی ، روانگرایی خاک و ضربه ای خاک. با توجه به پدیده روانگرایی جهت رسیدن به یک تغییر مکان مشخص به ترتیب از حالت استاتیک به لرزه با کاهش نیروی قابل تحمل توسط شمع روبرو می شویم.

امروزه استفاده از مصالح صنعتی زائد یکی از موضوعات مهم در مهندسی ژئوتکنیک است. استفاده از این مصالح می تواند از انباشتگی آنها در محیط جلوگیری کرده و سبب حفظ محیط زیست شود. میکروسیلیس یکی از این مصالح زائد است که تا چندی پیش از دودکش کارخانه های تولید فرو سیلیسیوم و سلیکون خارج می شد و سلامتی بشر و محیط زیست را تهدید می کرد. از طرف دیگر سیلت ها به دلیل چسبندگی و زاویه اصطکاک کم مصالح مناسبی در مهندسی عمران محسوب نمی شوند. لذا در این پژوهش اثر افزودنی آهک- میکروسیلیس بر این نوع خاک مورد بررسی قرار گرفت و استفاده از آن به عنوان اساس یا زیر اساس در پروژه های راهسازی و خصوصاً راه آهن مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور جهت تعیین بهترین ترکیب، آهک و میکروسیلیس با نسبت های مختلف با خاک در درصد رطوبت بهینه مخلوط شده و پس از زمان های عمل آوری مختلف، تحت آزمایش cbr قرار گرفتند. در مرحله بعد برای مشاهده تاثیر سیکل های تر و خشک و همچنین سیکل های یخ و ذوب بر خاک تثبیت شده، نمونه ای که از نظر اقتصادی و مقاومتی مطلوب به حساب می آمد، با شرایط مشابه ساخته شده و پس از 96 ساعت اشباع در معرض سیکل های متناوب تر و خشک و همچنین سیکل های یخ و ذوب قرار گرفتند. در نهایت مشخص شد میکروسیلیس به همراه آهک تاثیر چشمگیری در افزایش مقاومت و همچنین کاهش تورم خاک دارد. همچنین با اعمال سیکل های یخ و ذوب به نمونه تثبیت شده با آهک و میکروسیلیس می توان کاهش cbr خاک را مشاهده نمود در حالی که حدود 90% از این کاهش مقاومت در سیکل اول بوجود آمد و کاهش مقاومت در سیکل های بعدی چندان چشمگیر نبودند. اما در اثر سیکل های تر و خشک بر خلاف انتظار، افزایش cbr خاک در سیکل اول و سپس کاهش آن در سیکلهای بعدی مشاهده شد.

دیوارهای خاک مسلّح ، دیوارهای مقرون به صرفه ای هستند که امروزه کاربرد زیادی در پروژه های عمرانی دارند. پایداری دیوارهای خاک مسلّح از دو جنبه پایداری خارجی و پایداری درونی مدّ نظر است. پایداری درونی دیوار شامل پایداری در برابر گسیختگی و بیرون کشیدگی مسلّح کننده ها می باشد. جهت بررسی پایداری درونی دیوار بایستی نیروی مسلّح کننده ها محاسبه شود. برای محاسبه این نیروها روش های مختلفی ارائه شده که در این تحقیق آمده است. مشخصات چند دیوار خاک مسلّح که قبلا توسط دانشمندان مورد مطالعه قرار گرفته نیز جمع آوری گردید و سپس این دیوارها به روشهای مختلف تحلیل شد. مقایسه نیروی محاسبه شده و نیروی اندازه گیری شده ی مسلّح کننده مشخص کرد که از بین روشهای ارائه شده برای تحلیل دیوار خاک مسلّح، روش k- stiffness method از دقت بیشتری برخوردار است. در ادامه تحقیق، روش cohrent gravity method بررسی شد و نمودار پیشنهادی برای تعیین ضریب فشار خاک در لایه های مختلف تسلیح ارائه گردید.

در نهایت مشخص شد که سرباره کوره آهن گدازی می تواند باعث کاهش نقش مخرب سولفاتها درخاکهای تثبیت شده با آهک شود و با ترکیب آن با آهک خاک عمل آوری شده کاملا سیمانته شده و مقاومت آن تا حد چشمگیری افزایش یافته و میزان تورم خاک نیز کاهش می یابد

اصولا تثبیت خاک با آهک از متداول ترین روش های بهسازی است.که بعنوان روشی موثر جهت بهسازی خاکهای سست در پروژه های عمرانی بخصوص پروژه های راهسازی، ارائه می شود. از طرفی حمله سولفاتها به خاکهای بهسازی شده با آهک می تواند باعث بروز مشکلاتی همچون تورم و بالازدگی خاک شود و از مقاومت خاک به میزان زیادی بکاهد. بدین منظور استفاده از مواد پوزولانی و شبه پوزولانی برای کاهش چنین معضلاتی مطرح می باشد. در این رساله به منظور تثبیت خاک های سیلت ماسه دار (مطالعه موردی خاک مهر شهر کرج) ترکیبی از آهک و سرباره کوره آهن گدازی برای تثبیت خاک منطقه مذکور که به لحاظ مقاومتی جزو خاک های سسست و مسئله دار محسوب می شود استفاده نموده ایم بنابراین خاک مورد مطالعه را با توجه به نتایج آزمایشph ، به منظور تعیین محیطی مناسب برای انجام واکنش ها، بادرصد های مختلفی از آهک و سرباره کوره آهن گدازی مخلوط نمودیم.و سپس به کمک آزمایش تراکم، رطوبت بهینه را برای مخلوط های مختلف بدست آوردیم. ودر مرحله بعد مجموعه ای از آزمیش های مقاومت فشاری تک محوری را بصورت هدفمند برروی نمونه ها انجام دادیم . در نهایت مشخص شد که سرباره کوره آهن گدازی می تواند باعث کاهش نقش مخرب سولفاتها درخاکهای تثبیت شده با آهک شود و با ترکیب آن با آهک خاک عمل آوری شده کاملا سیمانته شده و مقاومت آن تا حد چشمگیری افزایش یافته و میزان تورم خاک نیز کاهش می یابد.

افزایش ساخت و ساز در مناطق شهری و ایجاد گودبرداری ها در مجاورت سازه های موجود نیاز به ایجاد سازه های نگهبان برای کنترل تغییر شکل ها و ممانعت از آسیب رسیدن به ساختمان های مجاور را افزایش داده است. از جمله روش های پرکاربرد در پایدارسازی دیواره ها استفاده از میخکوبی، دوخت به پشت و مهارهای دوغابی می باشد که به شکل گسترده در کشور ما اجرا می شوند. این روش ها در اجرا با مشکلاتی روبرو هستند. برای دوری از مشکلات روش های ذکر شده از روش مهار مارپیچ استفاده می شود که باتوجه به اقتصادی بودن و سرعت عملیات و ویژگی های منحصر به فرد دیگر یکی از روش هایی است که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این روش در کشور های مختلف روشی پذیرفته شده است و باتوجه به کارایی بالای آن تحقیقات گسترده ای برای شناخت رفتار آن صورت پذیرفته است، از این رو به بررسی این روش برای پایدارسازی دیواره ها با استفاده از آزمایش piv پرداخته شده است.