در این تحقیق از بتن سبک حاوی سبکدانه های لیکا و پرلیت به جای ماسه استفاده شده است تا علاوه بر کاهش وزن مخصوص بتن سبک، خواص مکانیکی آن افزایش یابد. همپنین جهت بالا بردن خواص مکانیکی و دوام بتن سبک در دو محیط معمولی و سولفاته اثر نانوسیلیس (2،1و3درصد) و میکروسیلیس (14،7و21درصد) در سه حالت 1-اثر نانوسیلیس 2-اثر میکروسیلیس 3-اثر اختلاط میکروسیلیس با نانوسیلیس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات نشان داد که در بررسی اثر نانوسیلیس بالاترین مقاومت فشاری و کششی به ازای 2 درصد نانوسیلیس حاصل می شود. در درصدهای بالاتر از 2 درصد، این مقادیر کاهش می یابد. همچنین در بررسی اثر میکروسیلیس بالاترین مقاومت فشاری و کششی به ازای 14درصد میکروسیلیس حاصل می شود. در بررسی اختلاط میکروسیلیس با نانوسیلیس بالاترین مقاومت فشاری و کششی به ازای 2 درصد نانوسیلیس با 14درصد میکروسیلیس حاصل شد. نتایج آزمایش اولتراسونیک (مدول الاستیسیته دینامیکی) همانند مقاومت فشاری است. مقاومت الکتریکی در هر سه حالت بررسی شده با افزایش درصد نانوسیلیس و میکروسیلیس افزایش می یابد.

: امروزه ساختار سازه ها به دلایل معماری و سازه ای به استفاده از سیستم های باربر جانبی مختلف در ارتفاع متمایل شده است و کاربرد سازه های با دو سیستم مقاوم باربر جانبی مختلف در ارتفاع تحت عنوان سازه های ترکیبی بیش از پیش رایج شده است. بنابراین نحوه ی طراحی این نوع ساختمان ها در برابر نیروهای لرزه ای بسیار مهم است. در این پژوهش مدل هایی با تعداد طبقات 5، 7و 9، از نوع قاب فولادی و دارای سیستم مهاربندی متفاوت در ارتفاع سازه در نظر گرفته شده است. قابل ذکر است هر یک از مدل ها با توجه به ضوابط استاندارد 2800 و مباحث ششم و دهم مقررات ملی ساختمان تحلیل و طراحی شده اند. سپس مدل های طرح شده مورد تحلیل استاتیکی غیرخطی قرار گرفته و سطح عملکرد سازه ها با توجه به مبانی طراحی براساس عملکرد بررسی می شوند. بدلیل پیچیدگی های زیاد در تحلیل و نداشتن الگوی رفتاری مناسب برای این نوع سازه ها تا حد زیادی در استفاده از سازه های با تغییر سیستم در ارتفاع خودداری می شود. نتایج گرفته شده از این پژوهش همسو و هم جهت با پیشینه ی موجود در متون و آیین نامه-های فنی می باشد به طوری که براساس ضوابط استاندارد 2800 تغییر نوع سیستم جانبی در ارتفاع چندان توصیه نمی شود.

در تحقیق حاضر به بررسی معیار گسیختگی موهر کولمب در مورد خاک های اصلاح شده با درصد پایین سیمان پرداخته شده است که با اختلاط خاک و فوم پلی استایرن و درصد پایین سیمان توده خاکی همگن بدست آمده است. ابتدا نمونه هایی با درصد پایین سیمان و تخلخل بالا تهیه شده و پوش گسیختگی آن ها برای هر تک تک نمودارها بر اساس بیش از هشت آزمایش متوالی در سطوح تنش متفاوت تهیه شده است و با استفاده از اطلاعات بدست آمده مدلی برای تخمین مشخصات خاک های اصلاح شده با سیمان ارائه شده و دقت آن با انجام بیش از 320 آزمایش بر روی خاک های اصلاح شده با درصدهای 2، 5/2 و 3 سیمان بررسی شده و با معیارهای موهرکولمب و هوک-براون مقایسه شده است. به طور خلاصه از جمع بندی نتایج به دست آمده از آزمایش ها و تجزیه و تحلیل آن ها، می توان نمودار پوش گسیختگی خاک های اصلاح شده با درصدهای پایین سیمان را ترسیم نموده و پارامترهای مقاومتی آن را بدست آورد. نتایجی که از این پایان نامه بدست آمد 1- تاثیر افزایش سیمان بر نمودار پوش گسیختگی خاک های اصلاح شده با سیمان- 2- با افزایش سطح تنش زاویه اصطکاک داخلی به شدت کاهشافته و این کاهش باافزایش تنش افزایش می یابد - 3 - با افزایش تنش چسبندگی خاک افزایش یافته و این افزایش با افزایش تنش کاهش می یابد.

تا کنون مطالعات نسبتا زیادی در زمینه ی اصلاح و تثبیت خاک با استفاده از سیمان انجام شده است. سیمان یکی از رایج ترین راه های اصلاح خاک می باشد که به طور وسیعی در اصلاح و تثبیت خاک استفاده می گردد. اکثر تحقیقات در این زمینه بیشتر بر روی نتایج حاصل از افزودن سیمان روی افزایش مقاومت یا کاهش تراکم پذیری و تاثیر روی چسبندگی و اصطکاک داخلی خاک ها صورت گرفته است. هدف استفاده از سیمان برای اصلاح خاکهای با مقاومت کم و تراکم پذیری بالا و بررسی تاثیر افزودن سیمان بر روی رفتار تنش - کرنش خاک می باشد. مشخص شدن شکل منحنی تنش - کرنش خاک در مدل سازی رفتار خاک بسیار مهم می باشد. از آنجائی که در برخی موارد افزودن سیمان باعث ایجاد نوعی ساختار شکننده در خاک می گردد، رفتار تنش و تغییر شکل و به تبع آن گسیختگی حجمی خاکهای تثبیت شده با سیمان با خاک معمولی متفاوت می باشد. در این پژوهش رفتار تنش - کرنش خاکهای تثبیت شده توسط سیمان مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز این تحقیق بیشتر بر روی تاثیر سیمان بر کیفیت رفتار تنش - کرنشی خاک ها بوده است. جهت ایجاد خاک سیمانه شده، خاک مورد مطالعه با درصد های مختلف سیمان در رطوبت هایی بین حد روانی تا حدود دو برابر آن با روش اختلاط به خصوصی تهیه شده است. با استفاده از آزمایش تحکیم، نمودار تنش - کرنش استخراج و با مقایسه ی آنها با نتایج بدست آمده روی نمونه های خرد شده، تاثیر اثر سیمانه شدن تعیین گشته است. براساس نتایج آزمایش، مدلی برای تقریب سازی رفتار خاکهای تثبیت شده با سیمان ارائه شده است. این مدل براساس روابط نیمه لگاریتمی موجود می باشد که تاثیر ساختار خاک با استفاده از دو پارامتر جدید در آن معرفی شده است. مدل ارائه شده می تواند از بین رفتن ساختار سیمانه شده این خاکها را بخوبی بیان کند.

شکست سد از جمله پدیده هایی است که به دلیل وارد نمودن خسارات مالی و جانی، زیست محیطی و اجتماعی زیاد، دارای اهمیت فراوانی می باشد. در این تحقیق پدیده شکست سد در یک رودخانه که بازه پائین دست سد به صورت قوسی می باشد به صورت سه بعدی مدل سازی عددی شده و تأثیر مشخصات هندسی قوس پائین دست و عمق اولیه آب در مخزن بر نحوه حرکت موج و جریان غیر دائم ایجادشده در بازه قوسی پایین دست سد مطالعه شده است. بر اساس نتایج مدلسازی های صورت گرفته، در لحظات اولیه شکست سد، بخاطر تاثیر موج دینامیکی، یک پیک موضعی در هیدروگراف سیلاب رخ می دهد. وجود بازه قوسی باعث کاهش شتاب حرکت موج سیلاب شده و تاثیر قوس بر روند حرکت موج سیلاب در امتداد جداره داخلی بسیار بیشتر از جداره های خارجی و خط مرکزی کانال می باشد. تغییر شعاع انحنا تاثیر بسزایی بر حرکت موج سیلاب در امتداد جداره داخلی قوس داشته است ولی در سرعت حرکت موج سیلاب در امتداد جداره بیرونی و خط مرکزی کانال تغییر چندانی ایجاد نکرده است. میزان تاثیر گذاری عمق بر سرعت حرکت موج در جداره داخلی زیاد بوده و با حرکت به سمت جداره بیرونی، تاثیر گذاری آن کمتر می شود. با کاهش شعاع انحنای قوس، شیب شاخه صعودی هیدروگراف سیلاب کاهش پیدا کرده و مقدار دبی پیک نیز افت می کند. علاوه بر آن، زمان وقوع دبی پیک نیز با کاهش شعاع انحنا، به تاخیر می افتد. بر خلاف تغییر شعاع انحنا، افزایش زاویه قوس، تاثیر چندانی بر زمان وقوع دبی پیک ندارد. مشابه تغییر شعاع انحنا، تغییر زاویه قوس تاثیری در شکل شاخه نزولی هیدروگراف ندارد.

بررسی بر روی پارامترهای مختلف خاک همواره به علت صعوبت تهیه نمونه دست نخورده با مشکلاتی چون عدم تعیین رفتار واقعی خاک همراه بوده، رایج¬ترین روش برای حل این مشکل با استفاده از انجام آزمایش بر روی خاک‏های دست¬خورده و سپس تقریب¬سازی نتایج با در نظر گرفتن ضرایبی خاص، برای خاک‏های دست¬نخورده انجام می¬گیرد.¬ طبیعتا حل این مشکل بدین طریق، خطاهای زیادی را در بر می گیرد و در بعضی مواقع این خطاها غیر¬قابل چشم¬پوشی می¬باشد. روش نسبتا جدیدتری نسبت به روش قبل نیز موجود می¬باشد که در این روش با مدل سازی خاک‏های دست¬نخورده در آزمایشگاه بصورت مصنوعی، به بررسی رفتار خاک‏های دارای ساختار پرداخته می¬شود،¬که نسبت به روش قبل هم کار¬آمدتر و هم دقیق¬تر می¬باشد. در این تحقیق به برر سی رفتار تنش- کرنش و گسیختگی خاک‏های دست¬نخورده پرداخته شده است. خاک‏های دست¬نخورده یا دارای ساختار دارای دو پارامتر اصلی شامل تخلخل و رسوب شیمیایی بین ذرات که عامل ایجاد سمنتگی بین آن¬هاست، می¬باشند. همانطور که در بالا ذکر گردید بررسی برروی اینگونه خاک¬ها به علت دشواری تهیه نمونه دست نخورده ویا دگرگونی رفتار آن¬ها از حالت خاک به سنگ تحت شرایط محیطی نامناسب، عملا غیر¬ممکن می¬باشند، در این تحقیق با توجه به انجام آزمایش بر روی بیش از50 نمونه گرفته شده از خاک طبیعی در حالت کوچک مقیاس و عدم رسیدن به جواب صحیح، از آن¬ها به علت دگرگونی رفتار آن_ها از حالت خاک به سنگ تحت شرایط نگهداری برای انجام آزمایش،¬ سعی بر-آن شد تا با مدل¬سازی دقیق ساختار این¬گونه خاک¬ها بصورت مصنوعی (با استفاده از درصد سیمان پایین به عنوان عامل سیمانی¬شدن بین ذرات و فوم پلی¬استایرن جمع شونده برای ایجاد تخلخل مورد نیاز) تحت شرایط آزمایشگاهی، به بررسی رفتار تنش-کرنش و گسیختگی این¬گونه خاک¬ها با انجام آزمایش-های ادئومتری و برش مستقیم در فضاهای مختلف پرداخته شود. قابل ذکر است با توجه به پژوهش¬های انجام شده توسط محققین پیشین در زمینه خاک‏های سیمانی¬شده مصنوعی و نتایج بدست¬آمده از آن¬ها که نشان می¬دهد، خاک‏های مدل شده با درصد سیمان پایین ساختار خاک را بهتر بوجود آورده و هم¬چنین پوش گسیختگی خاک‏های با درصد سیمان بالاتر موازی پوش گسیختگی خاک‏های حاوی درصد سیمان پایین¬تر می¬باشد، در این پژوهش نیز با در نظر گرفتن این موضوع، ساختار خاک را با درصد سیمان پایین بوجود آورده و با انجام آزمایش¬های ادئومتری و برش مستقیم رفتار این نوع خاک را مورد ارزیابی قرار داده¬ایم.

روش های معمول برای تحلیل فشار جانبی روی دیوار¬های حائل عمدتا بر اساس تئوری حالات حدی خمیری رانکین و کولمب استوار است. نتایجی که از این روش ها حاصل می شود با فرض گسیختگی صلب و رفتار تنش-کرنش صلب پلاستیک برای خاک پشت دیوار می باشد. در صورتی که هدف تعیین فشار جانبی روی دیوار برای یک میزان تغییر مکان مشخص یا بصورت تابعی از تغییر مکان باشد، نمی¬توان از این روش¬ها استفاده کرد. در فصل سوم این پایان نامه روشی تحلیلی برای توزیع فشار جانبی روی دیوار حائل در شرایط مقاوم ارائه می¬شود که با استفاده از آن می¬توان فشار وارد بر دیوار را برای مقادیر مختلف تغییر مکان دیوار تعیین کرد. در این روش با استفاده از یک تابع حالت درون یاب، سعی در تعمیم تئوری رانکین شد، تا با استفاده از آن، حالات توزیع تنش جانبی وارد بر دیوار را تا رسیدن به جابجایی حدی دیوار، مورد بررسی قرار می دهد. با استفاده از این روش می¬توان فشار وارد بر دیوار را قبل و بعد از رسیدن به حالت خمیری تعیین نمود. علاوه بر روش فوق، در فصل چهارم، روابطی تحلیلی برای بررسی توزیع فشار جانبی محرک خاک روی دیوار حائل با خاکریز افقی بر اساس گوه عمومی ترزاقی (1941)، با فرض دوران حول لبه بالایی دیوار ارائه شده است. بر اساس این نظریه، صفحه گسیختگی خاک در این شرایط بصورت منحنی غیرخطی است و از معادله اسپیرال لگاریتمی تبعیت می کند. اشکال عمده این روش، انجام محاسبات آن به صورت ترسیمی است که با استفاده از هندسه دیوار و خاک پشت آن میتوان روابطی را بدست آورد، که این مشکل را برطرف می نماید. در ادامه با در نظر گرفتن روابط تعادل با استفاده از معادلات دیفرانسیل، در بدست آوردن توزیع تنش جانبی خاک و محل اثر برآیند تنش مبادرت می¬شود. در فرض اسپیرالی بودن صفحه گسیختگی خاک پشت دیوار، ضریب فشار جانبی خاک مقدار ثابتی ندارد و مقدار آن در ارتفاع دیوار متغیر می¬باشد، که با استفاده از معادلات تعادل تنش، رابطه ای برای آن بدست آمده است. نقطه اثر برآیند فشار جانبی خاک نیز بالای یک سوم ارتفاع دیوار قرار می گیرد که تابعی از زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک می¬باشد. نتایج بدست آمده با پژوهش های گذشته مورد مقایسه قرار گرفته است.

مقاومت قوسی خاک یکی از پدیده های مهم در مسائل ژئوتکنیکی از قبیل سازه های زیرزمینی، تونل ها، شمع های سرباز، دیوارهای حائل و غیره، می باشد. تئوری آرچینگ حدود 150 سال پیش شناخته شد. تحقیقات در حقیقت به صورت پراکنده و اغلب نسبت به یک ناحیه ی خاص که از اهمیت ویژه ای در آن نقطه زمانی داشته است، می باشد. در سال 1943 عمومی ترین تعریف قابل قبول برای پدیده قوسی توسط ترزاقی ارائه گردید، به طور خلاصه اگر قسمتی از دریچه ی صلب توده ی خاک رو به پایین حرکت کند، خاک مجاور، با توجه به باقی مانده از توده خاک، حرکت می کند. در این پایان نامه با ساخت جعبه ای با دریچه های متغیر که قابلیت جابجایی دارند، در محیط آزمایشگاهی سعی شده حرکت دریچه در راستای افق بوده و پدیده ی قوسی خاک بر روی دو نوع ماسه در این حالت مورد بررسی قرار گیرد. سپس میزان خاک جابجا شده، شکل و سطح گسیختگی اندازه گیری شده و تغییرات تنش در پشت دیوار به نسبت عرض آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین یک نمونه از آزمایش های انجام شده در محیط نرم افزار عددی plaxis مدل شده و مورد مقایسه قرار گرفته است. درنهایت می توان دید که سطح گسیختگی غیره خطی بوده و توزیع تنش در پشت دریچه به شدت به عرض دیوار بستگی دارد که. با افزایش عرض دریچه عرض گسیختگی افزایش می یابد که با میل عرض دریچه به بینهایت سطح گسیختگی منطبق بر سطح گسیختگی تئوری می شود؛ و درنهایت مشاهده می شود، خاک پشت دریچه از خود مقاومت قوسی نشان می دهد.