ماسه های کربناته به عنوان خاک های مسئله ساز در مهندسی ژئوتکنیک مطرح هستند. رفتار برشی این گونه از ماسه ها با ماسه های کوارتزی متفاوت است. به همین دلیل تحقیقات فراوانی بر روی رفتار دینامیکی و استاتیکی این گونه از ماسه ها در سطح جهان صورت گرفته است. به دلیل اینکه رفتار این گونه از ماسه ها شدیداً وابسته به نوع دانه ها، منشاء و شرایط مختلف محیط رسوب می باشد لذا ویژگیهای مهندسی رسوبات مناطق مختلف با هم متفاوت و مستقل از یکدیگر است. خلیج فارس و دریای عمان از جمله مناطقی است که وجود این خاک ها در آن به اثبات رسیده ولی تحقیقات کمی به خصوص در سواحل شمالی آن انجام گرفته است و رفتار مهندسی خاک-های آن تا حدود زیادی ناشناخته مانده است. این تحقیق به مقایسه تفاوت های رفتاری بین ماسه کربناته و ماسه کوارتزی با استفاده از دستگاه سه محوری می پردازد. برای این منظور ماسه کربناته بندر چابهار واقع در شمال دریای عمان، و برای مقایسه ماسه استاندارد کوارتزی فیروزکوه انتخاب گردیده است. به منظور مقایس? رفتار برش این دو نوع ماسه تعداد آزمایش سه محوری تحکیم یافته زهکشی شده و نشده با تنش های همه جانبه گوناگون در دو حالت سست و متراکم در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) انجام گرفته است. تحقیقات نشان می دهد با توجه به یکسان بودن ویژگیهایی از جمله انداز? دانه ها و دانسیته نسبی نمونه ها با یکدیگر رفتار تنش ـ کرنش، قابلیت تغییر حجم، زاویه اصطکاک داخلی، تغییرات فشار حفره ای، زاویه اتساع و شکستگی دانه ها میتواند در این دو نوع ماسه کاملاً متفاوت باشد.

از آنجا که نتایج حاصل از تحلیل و طراحی تونلها بسیار متاثر از پارامترهای محیط در برگیرنده تونل می باشد لذا نسبت به تغیرات این پارامترها حساس می باشند. تغییر خصوصیات می شود غیر اقتصادی یا غیرایمن علاوه بر عدم قطعیت این پارامترها بایستی عدم قطعیت هندسه سازه و پارامترهای مربوط به سازه نیز در نظر گرفته شود. روش طراحی استفاده نیز از انجا که نوع پارامترهای ورودی را تعیین می کند مهم است. در این پژوهش از روش همگرایی –محبوسیت برای بررسی اثر متقابل خاک و سازه استفاده شده است . برای محاسبه قابلیت اطمینان تونل یعنی احتمال اینکه پوشش تونل بدون خسارت باقی می ماند از روش شبیه سازی مونت-کارلو استفاده شده است. تونل ابرسانی سد امیرکبیر به تهران به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است. برای انجام محاسبات قابلیت اطمنیان این تونل یک برنامه با استفاده از نرم افزار matlab-7 نوشته شده که نتایج حاصل از این برنامه نشان می دهند ضریب اطمینان استفاده شده در پروژه بالا است.

در پایان نامه حاضر مطالعه ای بر روش میخ کوبی خاک با استفاده از مدلسازی فیزیکی با سانتریفیوژو شبیه سازی عددی انجام شده است. بررسی اثر سختی خمشی پوشش، الگوی میخ کوبی (اثر فاصله افقی و قائم میخ ها)، طول، زبری سطحو خصوصیات مقاومتی میخ ها (مانند سختی خمشی و برشی)، بر رفتار ترانشه های پایدار شده ماسه ای قائم به روش میخ کوبی، بخش های اصلی این تحقیق را تشکیل می دهند. در این مطالعه مجموعه ای از 17 آزمایش سانتریفیوژ انجام، و رفتار مدل های فیزیکی در زمان چرخش دستگاه با استفاده از ابزار بندی و روش پردازش تصویر بررسی شد که در مقایسه با فعالیت های پژوهشی مشابه مکانیزم های گسیختگی مشابهی مشاهده گردید. به منظور کنترل نتایج حاصل از آزمایش های سانتریفیوژبا استفاده از نرم افزار flac2d مدل های سانتریفیوژ شبیه سازی عددی گردیدند. نرم افزار flac2d بر مبنای روش تفاضلات محدود می باشد و تطابق قابل قبولی میدان نتایج مدلسازی فیزیکی و عددی مشاهده شد.

پیش بینی رفتار سازه های زیرزمینی قبل از اجرای آنها به دلیل عدم شناخت کافی از شرایط ژئوتکنیکی و زیرزمینی و تطبیق آن با رفتار مشاهده شده دارای اهمیت خاصی می باشد. لذا تحقیق حاضر به بررسی این موضوع پرداخته است. جهت انجام این کار یک پروژه عملی (تونل امام زاده هاشم(ع) ابتدا با استفاده از یک نرم افزار سه بعدی ‏‎3dec‎‏ مدلسازی شده و نتایج آن جابجایی با نتایج ابزار دقیق که از پروژه های عملی به صورت بدون بعد به دست آمده مقایسه شده است. دراین راستا نتایج حاصل از مدلسازی سازگاری بسیار نزدیکی با نتایج تجربی نشان داده شده است. در ادامه کار، پوشش اولیه با استفاده از روشهای تجربی طراحی شده و نتایج مدلسازی در مورد انتخاب پوشش اولیه با حائل پیشنهادی از طریق روشهای تجربی مقایسه شده است . در این زمینه نیز سازگاری خوبی ملاحظه گردیده است. نکته دیگری که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته ، استفاده از وجود پوشش موقت جهت کاهش مقدار معادل آن از پوشش نهایی می باشد. این کار با مدلسازی همزمان دو پوشش انجام شده و جوابهای قابل قبولی به دست آمده است.

سد مهاباد یک سد خاکی - سنگریزه ای با هسته رسی باریک 7 کمی مایل ، ارتفاع حد اکثر 5/ 47 مترو طول 700 متر واقع در غرب ایران می باشد ، که در سال 1348 عملیات اجرایی آن به اتمام رسید . ازهمان ابتدای ساخت نشست ها و جابجایی های افقی غیر متعارفی در بدنه سد ملاحظه شد . بطوری که نشست پی تا زمان اتمام عملیات اجرایی ‏‎cm‎‏ 130 و در دوره بهره برداری ‏‎cm ‎‏ 60 اندازه گیری شده است . از زمان ساخت به تربیب حد اکثر نشست و جابجائی افقی ‏‎cm ‎‏150 و ‏‎cm ‎‏100 بوده است . همچنین حد اکثر نشست هسته رسی از چهارسال بعد از بهره برداری ‏‎cm ‎‏110 اندازه گیری شده است . این میزان تغییر شکل بسیار بیشتر از استانداردهای طراحی است . با توجه به اطلاعات موجود برای شبیه سازی رفتار سد تحت شرایط ساخت و بهره برداری از برنامه المان محدود ‏‎plaxis‎‏ استفاده شده و رفتار سد برای حدود 30 سال مدل شده است . همخوانی نتایج خروجی برنامه و داده های واقعی سد خوب است . موارد مهم در شبیه سازی رفتار یک سد برای چنین بازه زمانی بزرگی عبارتند از : استفاده از مدل های رفتاری پیشرفته متناسب با جنس مصالح ، روش شبیه سازی ساخت سد و روش اعمال تغییرات در تراز آب مخزن . در نهایت با توجه به نتایج ارزشمندی که از آنالیز معکوس بدست می آید و بانک اطلاعاتی مربوط به سیستم ابزار دقیق که در یک بازه زمانی نسبتا طولانی تهیه شده است به بررسی وضعیت سد اعم از علل تغییر شکل ها ، وضعیت پی ، وجود ترک و مسئله تراوش آن پرداخته می شود .