در این تحقیق به تحلیل عملکرد ژئوسنتتیکها در زیرسازی و روسازی راه پرداخته شده است. تحلیل با استفاده از روش اجزا محدود توسط نرم افزار plaxis انجام شده است. داده های مربوط به مشخصات ژئوسنتتیکها از محصولات تولید داخل استخراج شده است. در بخش روسازی ، تحلیل عملکرد ژئوسنتتیک ها در برسی جلوگیری از انتقال ترک انعکاسی به آسفالت روکش جدید میباشد؛ و در بخش زیرسازی برسی کاهش نشست و کاهش فشار آب حفره ای میباشد. هدف نهایی دست یافتن به بهترین نوع و بهترین ترکیب قرارگیری ژئوسنتتیک ها در زیرسازی و روسازی راه است. در این تحلیل ها ترکیب دو نوع ژئوسنتتیک انتخاب شده از، 10نوع ژئوتکستایل و یک نوع ژئوگیرید و همچنین محل قرارگیری آنها در مدل مورد برسی قرار گرفته است .همچنین موارد دیگری از قبیل محل قرارگیری نیروی محور چرخ روی ترک، نوع ترک شامل آسفالتی یا آسفالتی – اساسی وحالت زهکشی وغیر زهکشی ژئوتکستایلها نیز مد نظر قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این تحلیلها نشان دهنده اینست که در روسازی با تغییر محل ژئوسنتتیک ها نیروی آن افزایش ولی جابجایی تغیر نمی کند، بحرانی ترین حالت ، ترک آسفالتی – اساسی در حالتی است که نیر و در مجاورت ترک وارد شود. درزیرسازی با نزدیک شدن ژئوسنتتیک به سطح بستر زمین میزان جابجایی و فشار آب حفره ای کاهش پیدا میکند. جابجایی در حالت زهکشی کمتر از حالت بدون زهکش می باشد. با توجه به تحلیل های انجام شده نتیجه گرفته میشود که ، در روسازی بهترین محل قرار گیری ژئوسنتتیک روی آسفالت روکش ترک خورده و در زیرسازی روی سطح بستر زمین است.

در این تحقیق، بعد از بیان مباحث بنیادی،اندرکنش دینامیکی شمع های منفرد و خاک تحت ارتعاشات قائم با استفاده از روش اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفت.بدین منظور مدلهایی در برنامه plaxis برای بررسی تغییرات سختی خاک،فرکانس بار گذاری و نسبت طول به قطر شمع بر روی اندرکنش دینامیکی خاک وشمع منفرد تحت بار دینامیکی هارمونیک قائم ایجاد شد و تنش برشی و میزان جا به جایی قائم در سطح مشترک خاک و شمع و همچنین میزان نشست قائم نوک شمع در هر یک از مدلها مورد بررسی قرار گرفت.نتایج بدست آمده از آنالیزهای انجام شده نشان میدهد که ، با افزایش سختی خاکهای ماسه ای تنش برشی و میزان جا به جایی قائم در سطح مشترک خاک و شمع و میزان نشست شمع کاهش پیدا میکند ،با افزایش فرکانس بار گذاری در خاکهای ماسه ای شل تنش برشی در سطح مشترک خاک و شمع و میزان نشست شمع کاهش پیدا می کند.با افزایش نسبت طول به قطر شمع در خاکهای ماسه ای شل میزان تنش برشی و جا به جایی قائم در سطح مشترک خاک و شمع و همچنین میزان نشست شمع ، افزایش پیدا میکند.

در این پایان نامه، به بررسی گسیختگی و ناپایداری ژئوممبران های مورد استفاده در مخازن آب ژئوسینتتیکی به علت تغییر مکان های زیاد می پردازیم و علت آن گسیختگی ها و تغییر مکان ها بررسی می شود. لذا مشخصات ژئوممبران و گستره ی بکارگیری آنها بحث می شود و ساخت اینگونه مخازن تشریح می گردد. بارها و عوامل محیطی تاثیر گذار بر ژئوممبران ها بررسی می گردد. مدل های رفتاری خاک مورد استفاده که از مهمترین بخش های موثر در مدلسازی و نتایج حاصل از تحلیل می باشد، معرفی می گردد. مراحل مدلسازی تشریح می شود و نتایج حاصل از مدلسازی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. در این مطالعات، پایداری و تغییر مکان ژئوممبرین ها توسط روش های تحلیلی و عددی مورد مطالعه قرار گرفته است و با هم مقایسه می گردند. خواهیم دید که شیب بالادست مخزن، نوع مصالح ژئوممبران و بارهای خارجی تاثیرات بسزایی بر ناپایداری و گسیختگی ژئوممبران خواهند داشت. مشاهده می شود هندسه مخزن و انتخاب صحیح مصالح ژئوممبران، نقش مهمی در طراحی اینگونه مخازن خواهند داشت.

میکروپایل ها، شمع هایی با قطر کم هستند که معمولاً جهت بهسازی پی به کار می روند. در بیشتر کاربردها، میکروپایل ها به صورت شمع های انعطاف پذیر اصطکاکی (شناور) رفتار می کنند. شواهد تجربی حاکی از آن است که میکروپایل ها تحت بارگذاری لرزه ای به سبب قابلیت انعطاف پذیری بالای خود، رفتار خوبی نشان می دهند. علیرغم کاربرد زیاد میکروپایل ها، رفتار لرزه ای تک میکروپایل و گروه میکروپایل به طور کامل به سبب تعداد محدود تست های مقیاس- مدل و نیز تعداد محدود مطالعات مدلسازی عددی میکروپایل ها درک نمی شوند. این پایان نامه، بر روی مدل سازی تفاضل محدود با نرم افزار flac 3d میکروپایل های مایل تحت بارگذاری لرزه ای متمرکز است. روش تفاضل محدود به صورت ابزاری موثر، برای درک رفتار لرزه ای میکروپایل ها ارایه می شوند. تحلیل های تفاضل محدود را می توان برای مشخص نمودن پارامترهایی به کار برد که بر پاسخ لرزه ای میکروپایل ها اثر دارند. البته، تحلیل دینامیکی اندرکنش سازه - میکروپایل- خاک مشکل بسیار پیچیده ای است. کلمات کلیدی: لرزه ای، میکروپایل های مایل، flac3d

چکیده روش اختلاط عمیق در خاک به روشی اطلاق می شود که در آن مواد پایدار کننده نظیر سیمان یا آهک توسط یک محور تو خالی به خاکی که قبلاً توسط مته های حفاری بریده شده تزریق و با آن ترکیب می شود. حاصل این عمل تشکیل ستون هایی با خواص مکانیکی و فیزیکی مناسب تر از خاک محل می باشد. این روش دارای کاربرد های بسیاری از جمله استفاده به عنوان پی در زمین های سست است. در حین تحقیق سعی شده است تا در ابتدا با روش اختلاط عمیق در خاک آشنا و کاربرد ها و مزیت های این روش نسبت به دیگر روش های جایگزین معرفی گردد ، در ادامه به بررسی تأثیر اجرای این روش بر خواص خاک پیرامونی ستون ها می پردازیم. در انتها با استفاده از نرم افزار plaxis 3d foundation ، بررسی اثر تغییر قطر، عمق و ضریب الاستیسیته این ستون ها بر روی تغییر مکان (نشست) خاک صورت می گیرد.

ریز شمع ها بیش از 50 سال است که در دنیا مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از ریز شمع های مایل در بهسازی لرزه ای و یا احداث سازه های جدید در مناطق لرزه خیز با وجودی که به صورت محدود مورد استفاده قرار گرفته است ولی مشاهدات اخیر بعد از زلزله بیانگر عملکرد خوب آن ها تحت اثر بارگذاری لرزه ای است. در این پژوهش، جهت مدل سازی و تحلیل حساسیت بر روی پارامترهای موثر ریزشمع بر ظرفیت باربری پی، از نرم افزار plaxis استفاده شده است. این نرم افزار دو بعدی و بر مبنای تئوری اجزاء محدود می باشد و توانایی مدلسازی محیط های خاکی و المان های سازه ای در خاک را داراست. در روند مدلسازی مراحل مدل سازی شامل هندسه مسئله، اعمال شرایط مرزی، مش بندی مدل، تعیین نقاط مناسب جهت قرائت خروجی ها و همچنین اعتبار سنجی مدل صورت گرفت. اثر پارامترهائی نظیر طول میکروپایل (در برخی منابع از آن به عنوان لاغری یاد شده است)، زاویه کار برد میکروپایل، قطر و فاصله میکروپایل ها از هم بر روی پاسخ لرزه ای ریز شمع بررسی شد. نتایج این پژوهش بیانگر آن است که افزایش قطر شمع سبب افزایش ظرفیت باربری می گردد به طوری که افزایش در ابتدای نمودار از شیب بیشتری برخوردار است. یکی از پارامترهای مهمی که در ظرفیت باربری تاثیرگذار است طول شمع می باشد در این آزمایش مقادیر طول ریز شمع ها برابر 3، 5/3، 9/3، 5/4 و 5 متر در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج حاصله با افزایش طول شمع ظرفیت باربری آن نیز افزایش می یابد. در مورد فاصله بین ریز شمع ها کلیه نتایج به دست آمده با این فرض به دست آمده است که فاصله بین میکروپایل ها 2/0 متر می باشد. برای بررسی میزان تاثیر این پارامتر بر نتایج تحلیل، فاصله بین ریزشمع ها تغییر داده شده است. مقادیر فواصل شمع ها بین 1/0 تا 5/0 متر منظور شده است با توجه به نتایج، افزایش فاصله بین ریزشمع ها باعث کاهش ظرفیت باربری پی می گردد. با این حال تغییرات مشاهده شده چندان محسوس نیست و حداکثر حدود 4% تغییر در ظرفیت باربری پی مشاهده می شود علاوه بر این بیشترین تغییر ایجاد شده در محدوده فاصله 1/0 و 2/0 متر است و در خارج از این محدوده تغییرات بسیار کمی دیده می شود. یکی از موارد مهمی که در استفاده از شمع بایستی مد نظر قرار گیرد زاویه قرارگیری شمع در خاک است که تاثیر زیادی بر ظرفیت باربری پی دارد. تغییر زاویه شمع ها تاثیر زیادی بر ظرفیت باربری پی به خصوص در نشست های زیاد دارد. به طوری که حدود 20% اختلاف در میزان ظرفیت باربری شمع های با زوایای 72 و 85 درجه مشاهده می شود.

آگاهی از پارامترهای ژئوتکنیکی محیطی که یک سازه زیرزمینی نظیر تونل در آن احداث می شود، مبنای اصلی و تعیین کننده در طراحی سیستم نگهداری مناسب و تحلیل پایداری این قبیل سازه ها می باشد. داده های رفتارسنجی می تواند اطلاعات با ارزشی در این ارتباط در محدوده توده خاک ارائه دهد. در صورت انجام رفتارسنجی و پایش مناسب برای سازه زیرزمینی مورد نظر، با انطباق داده های رفتارسنجی و رفتار واقعی توده خاک، می توان به کمک آنالیز برگشتی، پارامترهای مکانیکی توده خاک را به نحو مناسب تری دست آورد. آنالیز برگشتی روشی است که در آن با اندازه گیری تغییر شکل ها به کمک ابزار دقیق و مدلسازی و تحلیل توده زمین می توان به ارزیابی پارامترهای ژئوتکنیکی پرداخت. در این تحقیق پارامترهای ژئوتکنیکی بخشی از تونل امیرکبیر تهران( قطعه tu) به کمک داده های نشست سنجی سطحی، به روش آنالیز حساسیت و آنالیز برگشتی مورد ارزیابی قرار گرفته است. به منظور انجام آنالیزهای مذکور، از نرم افزار اجزای محدود plaxis 3d tunnel استفاده شده است. همچنین از مدل رفتاری الاستوپلاستیک کامل با معیار موهر- کولمب برای خاک و مدل الاستیک خطی جهت مدلسازی پوشش جداره تونل و نیز پیلار میانی استفاده شده است. براساس آنالیز حساسیت انجام شده، ملاحظه گردید که مدول الاستیسیته (e) توده خاک و نسبت تنش های اصلی (k)در اولویت حساسیت می باشند. بر همین اساس، استفاده از پارامترهای تعیین شده برای خاک در مدلسازی، نتایج قابل قبول و نزدیکی را با نتایج به دست آمده از اندازه گیری ها نشان می دهد.

با افزایش جمعیت و به دنبال آن توسعه مناطق شهری، نیاز روزافزون به سیستم های مدرن حمل و نقل مورد توجه قرار گرفت. یکی از بهترین روش ها برای حل این معضل، که در دهه های اخیر در گوشه کنار دنیا به سرعت جای خود را باز کرده، قطار شهری زیرزمینی یا همان مترو است. روش های متنوعی جهت حفر تونل های مترو متناسب با شرایط زمین مورد استفاده قرار می گیرد، که روش های مکانیزه حفاری با استفاده از دستگاه های تونلزنی تمام مقطع از آن جمله اند. نکته مهمی که باید در حفاری این تونل ها مورد توجه قرار گیرد، آن است که عبور تونل ها از زیر مناطق شهری، ممکن است موجب بروز خساراتی حتی در حد بحرانی، به سازه های سطحی شود. بدین منظور تلاش هایی انجام گرفته تا بتوان از ریزش احتمالی جبهه کار حفاری، با اعمال فشارمناسب به سینه کار از طریق سیال حفاری، جلوگیری کرد. ضمن آن که پدیده نشست ناشی از حفاری نیز بررسی شده، تا مبادا نشست های روی داده باعث بروز خسارت بر روی سازه های سطحی و زیرسطحی بالای تونل شود. در این تحقیق تلاش شد تا ضمن بیان روشهای تحلیلی و تجربی در تعیین فشار سینه کار و مقدار نشست و استفاده از آن ها در تعیین فشار مناسب سینه کار و مقدار نشست به صورت موردی در موقعیت های مختلف تونل خط هفت متروی تهران، مدل هایی عددی نیز با استفاده از نرم افزار plaxis 3d tunnel در دو موقعیت از مسیر تونل ساخته و نتایج آن مورد تحلیل قرار گیرد، که نتایج به دست آمده از مدلسازی، مطابقت مناسبی با نتایج حاصل از روش های تئوری و تجربی داشتند.

گسترش جمعیت شهرها منجر به افزایش تعداد عبور و مرور در نواحی شهری شده لذا باعث شتاب در ساخت تونلهای زیرزمینی اعم از مترو یا ماشینرو و... جهت غلبه بر مشکلات ترافیکی وحمل ونقلی گردیده است، از طرفی بحث توسعه ساخت تجهیزات زیرزمینی نیز مطرح میگردد. از سوی دیگر به ناچار ساخت سازههای زیرزمینی با ساختمانهای سطحی موجود و سایر سازههای زیرزمینی برخورد میکند،یکی از مهمترین مسائل ناشی از ساخت سازههای زیرزمینی وقوع نشستهایی است که در اثر حفاری تونل در سطح زمین ظاهرشده و میتواند منجر به خسارت به سازهها و ساختمانهای موجود شود؛ از همین رو شناخت از پارامترهای موثر بر بزرگی و پروفیل نشست سطحی جهت پیشبینی میزان نشست و در نظرگیری روشهای کنترلی یا کاهشی نشست لازم می آید. قسمتی از نشست به علت مولفه قائم و قسمتی از آن ناشی از مولفه افقی جابجایی در سطح زمین میباشد. مولفه قائم سبب پایین آمدن سطح زمین یعنی نشست تدریجی میگردد و مولفه افقی نیز میتواند تنشهای جدیدی را بر سازههای واقع بر سطح زمین وارد کند. لذا ضرورت بررسی چگونگی حفر تونل در زمینهای خاکی و اثرات آن در سطح زمین مطرح می شود.هنگام مواجهه با آب زیرزمینی نشستها بزرگتر خواهند بود و باید تمهیدات ویژه صورت گیرد تا از بروز خطرات احتمالی جلوگیری شود. همانگونه که گفته شد مشکلات ناشی از حفاری تونل در زمینهای شهری بیشتر مربوط به نشست زمین می باشد و باید برای آن تمهیدات لازم را فراهم کرد. انتخاب روش حفاری تونل از نکات اساسی در صنعت تونل سازی است. امروزه روشهای مختلفی وجود دارد، از جمله روش حفاری با دستگاههای تمام مقطع مانند tbm و یا انواع روشهای حفاری گام به گام که از دیر باز در کشورهای مختلف در شکلهای گوناگون رواج داشته است.یکی از روشهای حفر تونل، روش اتریشی جدید natm است. در ناتم انتخاب الگوی رفتاری مناسب از اهمیت زیادی برخوردار است وتأثیر زیادی روی میدان تغییر مکان زمین میگذارد،از جمله ویژگی های این روش میتوان به انعطاف پذیری بالای آن در مواجهه با شرایط گوناگون زمین نام برد. در این پروژه در مطالعات فاز اول و فاز دوم احداث ایستگاه قیطریه برای شناسایی خاک محل، آزمایشات مختلفی روی نمونههای خاک انجام گرفته است و از طریق وسایل نقشهبرداری، نشستهای روزانه به علّت حفاری و تغییر تنش، اندازهگیری شده است که در این پروژه با استفاده از نرم افزار plaxisمیزان نشست اندازهگیری خواهد شد و با محاسبات نقشه برداری مقایسه خواهد شد و تحلیل پایداری تونل صورت خواهد گرفت.

دراین پژوهش با استفاده از مدلسازی عددی به کمک نرم افزار plaxis برای یک پی نواری در حالت دو بعدی کرنش مسطح، به بررسی افزایش ظرفیت باربری پی و پایدارسازی شیروانی با استفاده از سپر پرداخته شده و اثر پارامترهای مختلف از جمله موقعیت پی، محل سپر، ارتفاع سپر، زاویه شیب شیروانی بررسی گردیده است. از نتایج حاصل شامل مواردی همچون موقعیت پی، مکان سپر، ارتفاع سپر، زاویه شیب شیروانی، میتوان دریافت هرچه موقعیت پی و محل سپر به یکدیگر نزدیکتر باشد، ظرفیت باربری بیشتر خواهد شد. با افزایش ارتفاع سپر و نیز کاهش شیب شیروانی، ظرفیت باربری پی افزایش می یابد. در موارد اجرایی با توجه به هندسه شیروانی و پارامترهای مقاومتی خاک، با بکارگیری سپر در شیروانی، میتوان سرباری معادل بار ترافیکی جاده یا یک ساختمان سه طبقه در شیروانی لحاظ نمود.

چکیده پایان نامه (شامل خلاصه، اهداف، روش های اجرا و نتایج به دست آمده): عموماً در مناطق شهری بعلت غالب بودن شرایط زمین ضعیف و بخاطر مسائلی نظیر ترافیک، حمل و نقل و طرح ریزی تجهیزات، تونل ها عمدتاً دراعماق کم حفر میشوند. از طرف دیگر تونلها باید بنحوی ساخته شوند که کمترین میزان تخریب را برای سازه های سطحی به همراه آورند، بنحوی که کمترین میزان تغییرشکل را در سطح زمین داشته باشیم. همچنین تونلها در مناطق غیر شهری عمدتاً در شرایط زمین نامناسبی که تأمین پایداری و محدود سازی تغییر شکل درهنگام حفاری نسبتاً مشکل میباشد، حفرمیشوند. بنابراین مهندسین تونل باید قادر به رفع مشکلات و مسائل به وجود آمده در مناطق شهری و غیر شهری باشند. یکی از روشهای متداول و اقتصادی در حفاری تونلها در زمینهای سست وکم عمق، تقویت و مسلح سازی تاج تونل به جهت جلوگیری از کرنشهای زیاد و ایجاد نگهداری اولیه زمین با استفاده از نصب لوله ها در تاج تونل و تزریق دوغاب از میان این لوله ها میباشد. جهت این لوله ها نسبت به جهت سینه کار مایل بوده و هم پوشانی داشته است. پس از عملیات حفاری و نصب لوله ها، آنها در محل باقی گذاشته می شوند. این تکنیک که اصطلاحاً روش پیش نگهداری (چتری) نامیده می شود، حفاری ایمن را، حتی در شرایط خاکهای نرم با ایجاد قوس طولی)چتر( به موازات محور تونل و کاهش تمرکز تنش جانبی، فراهم می سازد. استفاده از روش چتری برای اولین بار در اوایل دهه 1960 میلادی در بلژیک، در ساخت یک ایستگاه مترو، بکار رفت. ولی امروزه عمده کاربرد این روش در ژاپن و ایتالیا می باشد. در این تحقیق تاثیرات روش پیش نگهداری(چتری) در تغییر شکلهای پیرامون تونل و سطح زمین با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود plaxis 3d tunnel با دو روش مختلف، بررسی شده است. همچنین تاثیر پارامترهای ژئومکانیکی ورودی، از جمله (e،c،?) و تعداد و قطرهای فورپولها (پیش حائل ها) در بالای تاج تونل مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل از بررسی ها نشان داد که بکارگیری روش چتری از لحاظ کنترل نشست سطحی و همچنین از لحاظ بارهای اعمالی تاثیر قابل توجهی دارد. همچنین میزان نشست سطح زمین و بالازدگی کف تونل با مدل رفتاری الاستوپلاستیک-موهر کولمب و مدل خاک سخت شونده با استفاده از نرم افزار plaxis مدل و مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که در حالت مدل رفتاری خاک سخت شونده با افزایش روباره از میزان نشست سطح زمین کاسته می شود و میزان بالازدگی کف، حالت منطقی تری را در مقایسه با مدل رفتاری الاستو پلاستیک-موهرکولمب را نشان می دهد. کلمات کلیدی:تونلسازی، مسلح سازی زمین، پیش نگهداری، زمینهای سست

در طراحی تونل در زمین های خاکی برای پایداری کل مجموعه تونل و خاک اطراف آن، باید مشخصات مکانیکی خاک و بدنه تونل را تا حدی به یکدیگر نزدیک نمود. اگر در زمین های سست( مشخصات مکانیکی ضعیف) تونلی با بدنه محکم(مشخصات مکانیکی بالا) احداث گردد، خاک اطراف نمی تواند سازه تونل را به خوبی مهار کند و تغییر شکل های شدیدی در کل مجموعه ایجاد می گردد. در این موارد باید خاک اطراف را به طریقی(تزریق، شاتکریت نفوذی و...) تقویت نمود و مشخصات مکانیکی آن را تا حدی که بتواند بدنه تونل را مهار کند افزایش داد. در این پایان نامه، منظور از تطبیق مکانیکی نزدیک کردن مشخصات مکانیکی پوشش و خاک به یکدیگر است تا بتواند یک محیط پایدار ایجاد کند و تغییر شکل های شدید رخ ندهد. در ادامه به بررسی تقابل(اندرکنش) خاک و پوشش یک تونل با مقطع دایر ه ای در یک محیط ماسه ای می پردازیم. در این راستا تغییر شکل ها، جابجایی ها، نیرو های ایجاد شده در پوشش و عوامل موثر در تغییرات آنها مورد مطالعه قرار گرفته اند. در فصول این پایان نامه: در فصل اول به طرح مسئله و مقدماتی راجع به تونل و عمدتاً روش های طراحی پوشش تونل ها پرداختهایم. در فصل دوم کار با نرم افزار plaxis در یک پروژه تونل را بصورت گام به گام و مصور آورد هایم. در فصل سوم به بررسی انطباق مشخصات مکانیکی خاک و پوشش، و تغییرات تنش و جابجایی های ایجاد شده در نقاط مختلف پوشش و عوامل موثر و چگونگی و میزان تاثیر هر یک از این عوامل را مورد بررسی قرار داد ه ایم. و بعد از آن به نتیجه گیری کلی و ارائه پیشنهادات پرداخته ایم.

در سال های اخیر با گسترش روز افزون شهرها و افزایش تقاضای حمل و نقل، استفاده از فضاهای زیرزمینی به منظور مسیر عبور و مرور رونق یافته است. احداث هر سازه عمرانی با مخاطراتی همراه است که باید آن ها را تا حد امکان شناسایی نمود و با در نظر گرفتن راه حل مناسب میزان خسارات وارده را کاهش داد. یکی از مسائلی که در رابطه با حفر تونل مورد توجه است، میزان نشست زمین بالای منطقه حفر تونل می باشد. این پدیده بخصوص در مناطق شهری می تواند باعث خسارت شدید به سازه-های اطراف تونل شود. یکی از راه کارهای نوینی که در سال های اخیر برای محدود کردن نشست زمین ناشی از حفر تونل بکار بسته می شود، استفاده از روش پیش طاق می باشد. روش پیش طاق دارای انواع مختلف می باشد که هر کدام از این روش ها دارای شرایط و ملزومات اجرایی خود می باشد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود plaxis 3d tunnel به مدل سازی عددی یک تونل که از روش پیش طاق برای پیش مسلح سازی آن استفاده شده، پرداخته ایم و اثر پارامترهای مانند تغییر در زاویه پوشش پیش طاق، تغییر در قطر لوله و تغییر در طول پیش مسلح سازی شده تونل بر نشست های زمین ناشی از حفر تونل را بررسی کرده ایم. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص شده است که استفاده از سازه پیش طاق تأثیر بسزایی بر کاهش نشست های زمین ناشی از حفر تونل خواهد داشت.

کنترل حرکت خاک ناشی از حفر تونل در مناطق شهری یک مساله کلیدی برای کاهش اثر حفر تونل روی ساختمان های موجود است. این مطلب بویژه زمانی اهمیت پیدا می کند که ساختمان هایتاریخی و بناهای مهم تحت تاثیر کارهای زیرزمینی قرار گیرند و محدوده تغییرمکان های مجاز بسیار کم باشد. در چنین مواقعی ایمنی ساختمان مجاور به عنوان یک هدف اصلی در طراحی ها تلقی می شود. یکی از راه حل های موثر و مفید در دسترس، استفاده از ریزشمع ها برای محافظت از ساختمان ها و مهار تغییرشکل ها و نشست ها در طول ساخت تونل می باشد. مخصوصاً اینکه میکروپایل ها می توانند بارهای سازه ای را با کمترین تغییرمکان تحمل کنند و می توانند در محل های کاری محدود و در انواع مختلف خاکها نصب شوند. در این پژوهش، استفاده از ریزشمع هابرای کاهش اثرات ناشی از حفر تونل با استفاده از نرم افزار اجزای محدود plaxis انجام شده و اثر پارامترهایی از قبیل فاصله، طول و قطر ریزشمع ها و همچنین فاصله جانبی آنها از محور تونل مورد برررسی قرار گرفته است. همچنین به مقایسه ای بین وضعیت نشست ها در قبل و بعد از اجرای میکروپایل های تزریقی پرداخته شده است که نتایج بررسی انجام شده بیانگر اثرات محسوس ابعاد و آرایش ریزشمع ها بر کاهش نشستهای کلی و نامتقارن می باشد

به طور کلی یکی از مباحث مهم درباره احداث تونل، مبحث پایدار سازی بخش بالایی تونل وتقویت آن است. خاک بالای تونل به علت از بین رفتن تنش قائم در بالای تونل به شدت ناپایدار میشود و این ناپایداری موجب برهم خوردن تعادل خاک اطراف تونل می شود که نتیجه آن، گسیختگی بخش بالایی تاج تونل است. به منظور جلوگیری از وقوع این شرایط، روش هایی تحت عنوان روش های پایدارسازی ابداع شدند. از بین این روشها، روشهای پیش طاق یا چتری (umbrella method) بیشترین بازدهی و کاربرد را داشته و بهترین نتایج را موجب شده اند. در این پایان نامه هدف، بررسی این روش ها و تاثیر آنها بر پایدارسازی خاک اطراف تونل می باشد. دراینجا با در نظر گرفتن شرایط موجود بر زمین محل احداث تونل متروی aescher و پارامترهای موجود، سعی بر این است تا کاربرد این روش ها و تاثیرات آنها بر پارامترهای خاک موجود و بهینه بودن یا نبودن این روشها مورد بررسی قرار بگیرد. روشهای تزریق پرفشار یکی از پرکاربردترین این روشهاست که ما با انتخاب روش لوله گذاری سقفی در تونل aescher به بررسی موارد بالا پرداختیم: روش پیش طاق به ستون های روش تزریق پرفشار نیمه افقی از گسیختگی شیب و یا زمین لغزش جلوگیری می کند، همچنین موجب افزایش پایداری جبهه کار تونل ومحدود کردن نشست سطح زمین می شود. نشست تا 40% کاهش می یابد، تغییر مکان شعاعی تونل در فاصله حدود 5/2 برابر قطر تونل در جلوی جبهه کار تونل آغاز می شود که تا حدود 3/1 مقدار نهایی کاهش می یابد، تغییر قطر فورپولهای طولی که با تغییر سختی آنها همراه است نقش بسزایی در کاهش یا افزایش پایداری تونل دارند. قطر بهینه لوله های تسلیح کننده بین 05/0 تا 1/0 برابر قطر تونل می باشد که در این حالت کمترین نشست اتفاق می افتد. هرچه تعداد ستون های تزریق پرفشار نیمه افقی کاهش یابد بعلت کاهش سختی سازه پیش طاق، نشست و پلاستیک شدگی افزایش یافته و بازدهی این روش را زیر سوال می برد.

نشست خاکریز بر روی خاک رس نرم با توجه به تراکم پذیری بالا و مقاومت برشی پایین خاک همیشه مسئله ساز بوده است. این مطالعه برعملکرد خاکریز آزمایشی بر روی خاک رس نرم تقویت شده با ژئوتکستایل مقاومت بالا متمرکز شده است. خاکریزهای آزمایشی شامل خاکریزمسلح شده با ژئوتکستایل استحکام بالا بر روی خاک رس نرم و همچنین خاکریز مسلح نشده (خاکریز کنترل شده) برخاک رس نرم می باشد. ابزار دقیق از قبیل اینکلونومترجریان ، پروفیلر هیدرواستاتیکی، فشار سنج و شاخص نشست برای به دست آوردن عملکرد واقعی خاکریز نصب شده است. در این مطالعه، عملکرد خاکریز کنترل شده و خاکریز مسلح شده با ژئوتکستایل مقاومت بالا بر روی خاک رس نرم، بر اساس داده های ابزار دقیق گرفته شده در محل، و همچنین با استفاده از روش اجزاء محدود ، مدل شده در نرم افزار plaxis تجزیه و تحلیل شده است. در نرم افزار plaxis به خواص اولیه خاک به عنوان پارامترهای ورودی مانند وزن مخصوص، مدول الاستیسیته، نسبت پواسون، زاویه اصطکاک ،و مقاومت کششی متناظر ژئوتکستایل جهت تجزیه وتحلیل به روش تعادل محدود نیاز است .هندسه خاکریز، به عنوان ورودی مدل plaxisو همچنین مشخصات خاک و ژئوتکستایل در plaxis طراحی و محاسبه شده و تجزیه و تحلیل داده های خروجی و به دنبال آن نتایج با رسم منحنی هایی در plaxis مشخص شده است. از تحقیق حاصل این نتیجه حاصل شد که استفاده از ژئوتکستایل با مقاومت بالا در سطح مشترک بین خاکریز و شالوده خاک رس نرم باعث افزایش پایداری و ضریب اطمینان خاکریز و همجنین کاهش تغییر شکل خاکریزمی شود.

میخکوبی خاک یکی از روش های ایمن سازی گودبرداری ها و ترانشه ها می باشد، امروزه این روش به علت سرعت و سهولت اجرا، انعطاف پذیری و اقتصادی بودن نسبت به سایر روش های پایدارسازی کاربرد زیادی پیدا کرده است. در این تحقیق تاثیر تغییرات موارد مختلفی که عبارتند از: آرایش هندسی میخ ها، زاویه میخکوبی، زاویه و ارتفاع دیواره گود، فاصله قائم میخ ها، نسبت طول میخ به ارتفاع دیواره، سطح تراز آب زیرزمینی، چسبندگی، زاویه اصطکاک، مدول الاستیسیته، وزن مخصوص خاک و ضریب کاهش مقاومت در تامین پایداری دیواره میخکوبی شده با استفاده از نرم افزار plaxis مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. 15 آرایش هندسی مختلف از لحاظ پایداری و تغییرشکل در 6 نوع خاک مختلف بررسی و رتبه بندی شده و آرایش هندسی بهینه برای دیواره با توجه به نوع خاک انتخاب می شود. بررسی های صورت گرفته نشان داد که در خاک های درشت دانه به ترتیب طرح های هندسی 6، 15، 3، 9، 12 و در خاک های ریز دانه، طرح های هندسی 6، 3، 9، 12 و 15 بهترین طرح های هندسی می باشند. در این پژوهش مشخص می شود که میخ های ناحیه 1/3 بالایی، بیشترین تاثیر را بر تغییر شکل و میخ های1/3 پایینی بیشترین تاثیر را بر ضریب اطمینان دارند و میخ های ناحیه1/3 میانی نقشی بینابینی را از خود نشان می دهند.

با توجه به افزایش جمعیت و تراکم ترافیک استفاده از سازه های زیر زمینی همانند تونل های مترو افزایش یافته است. همچنین با توجه به گزارشاتی که در مورد خسارات ناشی از زلزله به سازه های زیرزمینی ارائه شده است. کنترل ایمنی و عملکرد آن ها در حین زلزله و بعد از آن مورد مطالعه بسیاری از محققان قرار گرفته است. در این تحقیق بهترین محل برای قرارگیری سنسورهای هوشمند در خاک های پیرامونی تونل تعیین شده است.از این طریق می توان به پایش سلامتی تونل ها پرداخت. برای مطالعه موردی تونل های دو قلو متروی شیرار انتخاب شده است. برای انجام تحقیق با استفاده از نرم افزارالمان محدود پلکسیس، تونل ها و سا زه های مجاور مورد تحلیل قرار گرفته است. برای صحت سنجی المان محدود با استفاده از مطالعات گذشته بر اساس آزمون آماری spss عمل شده است. برای تعریف تابع هدف از تنش های اصلی خروجی از پلکسیس (3? ،1?) استفاده شده است. با استفاده از فرمول موهرکولمب 1 ? بحرانی را بر اساس 3? خروجی از پلکسیس، محاسبه شده و تفاضل 1? بحرانی و 1? حاصل از پلکسیس به عنوان تابع هدف انتخاب شده است. بر طبق نتایج بدست آمده جانمایی بهینه سنسورها به عواملی همچون نوع زلزله، مقادیر شتاب نگاشت ها، زاویه زلزله اعمالی در هندسه مدل و محل قرارگیری نقاط خاک پیرامونی تونل وابسته است.

حفرتونل درمناطق شهری و در مکانهایی با تراکم سربار زیاد می تواند باعث ایجاد تغییر شکلهای غیر مجاز در پی ساختمانهای موجود مجاورآن شود. برای بهبود مقاومت زمین های سست و ضعیف، روش های بهسازی زمین بکار گرفته می شود. از جمله روشهای بهسازی خاک ساختگاه، بکارگیری ریزشمعها می باشد که در پروژه های عمرانی مورد استفاده قرار می گیرد.در تحقیق حاضر تاثیر عملکرد ریزشمهای قائم، مایل و همچنین ترکیبی از ریزشمعهای قائم و مایل، در کنترل تغییرشکلهای قائم و افقی ناشی از حفر تونل در مجاورت ساختمان با پی سطحی، از طریق مدلسازی و تحلیل سه بعدی در نرم افزار flac3d مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که قرار گیری ریزشمعهای با آرایش بهینه شامل یک ردیف ریزشمع به صورت یک در میان قائم و مایل، قبل از حفر تونل، باعث کاهش حداکثر مقدار تغییرشکلهای قائم و افقی ایجاد شده در زیر پی سطحی ساختمان مترو موجود، به ترتیب به میزان 49/70 و 95/71 درصد شده است. همچنین با استفاده از این ریزشمعها، حداکثر تغییرشکلهای قائم در تاج تونل، به میزان 71/59 درصد کاهش یافت. در پایان با مدلسازی یک مورد عملی مربوط به مترو قطار شهری کرج، مشاهده گردید که استفاده از ریزشمعهای با آرایش بهینه قبل از حفر تونل، باعث شد که تغییرشکلهای قائم و افقی ناشی از حفر تونل به ترتیب به میزان 18/57 و 80/49 درصد کاهش یابند. همچنین استفاده از این ریزشمعها باعث شد که نشستهای ایجاد شده در سطح زمین به کمتر از 2 سانتی متر محدود گردند.

یکی از روشهای تثبیت مکانیکی و مقاومسازی خاکها استفاده از عناصر کششی نظیر ژئوگرید می باشد. با توجه به گسترش روز افزون استفاده از مصالح پلیمری مانند ژئوگرید به عنوان المان کششی جهت تسلیح خاکها، نیاز به مطالعه مسائل خاک مسلح جهت روشن شدن ابعاد مختلف آن احساس میگردد. در این مقاله عملکرد عمق بهینه ژئوگرید، تعداد ژئوگرید ها، فواصل ژئوگرید ها، عمق موثر ژئوگرید تحت بار دینامیکی سیکلی با دامنه a=10kn/m2 و فرکانس f=10hz بر نشست سیکلی با استفاده از نرم افزار plaxis 2d v8.2 مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه تاثیر فرکانس باردینامیکی بر نشست سیکلی مورد بررسی قرار گرفته است. بطور کلی باتوجه به نتایج حاصله می توان نتیجه گرفت: که با بکارگیری یک لایه ژئوگرید، در صد اختلاف کاهش نشست خاک مسلح نسبت به غیر مسلح به میزان 2.22 می باشد، و بازه فرکانس تشدید در حالت مسلح نسبت به غیر مسلح به میزان 40 در صد افزایش می یابد.

خاک های متورم شونده یک مشکل جهانی هستند بطوریکه خسارت های ناشی از وجود این خاک ها فقط در کشور آمریکا سالانه حدود 15 میلیارد دلار گزارش شده است (amer ali al-rawas et al) در نتیجه با توجه به مشکلات فراوان ناشی از وجود این نوع از خاک، توجه به حل این مشکلات نیز کاملاً جهانی شده است. دونالسن وجود این خاک ها را در سال 1970 در ایران نیز گزارش کرده است (فاخر،1372). بطور خلاصه می توان چنین عنوان نمود که خاک های متورم شونده به علت بالا بودن درصد ذرات رس در ساختار خود، جذب آب بالایی دارند؛ این جذب رطوبت باعث افزایش حجم خاک وایجاد فشاربالا برنده و در نتیجه تحمیل خسارت هایی به سازه های ساخته شده بر روی این نوع خاک می شود. فشار بالا برنده ناشی از این خاک ها بر سازه های ساخته شده بر روی آن در برخی موارد تا حدود 10 کیلوگرم بر سانتی متر مربع نیز گزارش شده است. از مهمترین سازه هایی که بر اثر وجود خاک های متورم شونده دچار مشکلات عدیده می شوند می توان به جاده ها، ساختمان های سبک ، فرودگاه ها، پوشش کانال های آبرسانی، دیوارهای حایل و برخی سازه های مدفون در این نوع خاک اشاره نمود. در این پایان نامه خاکی از منطقه ورامین تهران انتخاب و به آزمایشگاه منتقل گردید وپس از انجام آزمایش های اولیه اندازه گیری تورم بر روی این خاک، و حصول اطمینان از تورم در حدود 5 درصد، تشخیص داده شد که برای بالا بردن خاصیت تورمی آن، درصدهای مختلفی بنتونیت به خاک اضافه شود تا در نهایت برای مخلوط خاک و 40 درصد بنتونیت (40 درصد وزنی خاک خشک) خاکی با تورم پذیری بالا (در حدود 25 درصد) حاصل گردید. در مراحل بعد با استفاده از درصدهای مختلف آهک (1، 3، 5 و 7 درصد) به بررسی روند تغییرات تورم و فشار تورمی خاک پرداخته شد. در طول زمان انجام پروژه، آزمایش های مختلفی در بررسی پدیده تورم در این خاک و همینطور تاثیر پارامترهای مختلفی از قبیل درصد بهینه آهک برای تثبیت خاک مورد مطالعه، اثر رطوبت اولیه در مخلوط خاک و آهک بر تورم، تاثیر ph آب بر تورم در عمل آوری نمونه در حضور آب اسیدی برای درصدهای 1، 3 و 5 درصد آهک در رطوبت 18 درصد وهمینطور اثر ph آب در مرحله غرقاب سازی بر تورم نمونه ساخته شده با 5 و 6 درصد آهک برای درصدهای مختلف رطوبت اولیه انجام پذیرفت. در ادامه نیز آزمایش های بررسی تغییرات خاصیت خمیری خاک در 1، 3 و 5 درصد آهک اضافه شده به خاک در رطوبت 18 درصد، اثر ph آب در عمل آوری ملات در رطوبت 18 درصد بر تغییرات خواص خمیری خاک های مخلوط شده با درصدهای 1، 3 و 5 درصد آهک صورت پذیرفت. کلمات کلیدی: خاک های متورم شونده، بنتونیت، آهک،ph آب، فشار تورمی، خواص خمیری رس.

پایان نامه پیش رو در مورد بررسی عوامل موثر بر اندرکنش دو تونل متقاطع غیرهم سطح می باشد. تقاطع مورد مطالعه این پایان نامه بین دو تونل انتقال آب ابوذر و تونل خط 7 متروی تهران می باشد. در محدوده مورد نظر در هنگام انجام این پژوهش تونل ابوذر از محدوده تلاقی عبور کرده و در طرف مقابل تونل خط 7 متروی تهران تا رسیدن به محل تلاقی فاصله نسبتاً زیادی دارد. بنابراین هدف اصلی این پایان نامه بر مدل سازی سه بعدی تقاطع مورد نظر و بررسی پارامترهای تأثیرگذار بر تونل ابوذر از جانب حفاری و احداث تونل خط 7 متروی تهران قرار گرفت. برای مدل سازی عددی تقاطع مورد نظر از برنامه flac 3dاستفاده شده است. این برنامه بر پایه اصول تفاوت محدود بوده و مدل رفتاری مورد استفاده در آن مدل موهر کولمب می باشد. حفاری و احداث تونل ابوذر به دو شکل حفاری مرحله ای و حفاری یک جا مدل سازی شده است و مدل مربوط به حفاری تونل خط 7 متروی تهران به سه ترتیب حفاری تا رسیدن کاترهد دستگاه حفار آن به روی تونل ابوذر، حفاری تا رسیدن شیلد دستگاه حفار آن به روی تونل ابوذر و حفاری کامل تونل خط 7 شکل گرفته است. هر یک از حالات فوق در مدل ساخته شده سبب اعمال بارهای محوری، برشی و لنگرهای خمشی متفاوتی به پوشش تونل ابوذر گشته اند که بحرانی ترین آن ها باید در هنگام عبور تونل خط 7 مترو از روی تونل ابوذر مورد توجه ویژه قرار گیرند. نتایج مدل ساخته شده حاکی از آن است که عبور تونل خط 7 متروی تهران از روی تونل انتقال آب ابوذر در محدوده تلاقی، سبب خارج شدن بار قائم موجود بر روی تونل ابوذر گشته و بحرانی ترین حالت بالازدگی در آن را بوجود می آورد. هم چنین نیروهای محوری ایجاد شده در پوشش تونل ابوذر در حالتی که شیلد دستگاه حفار تونل خط 7 مترو بر روی آن قرار گرفته است مقادیر بیشتری نسبت به حالت قرارگیری کاترهد دستگاه حفار تونل خط 7 بر روی آن می باشد.

استفاده از ژئوسنتتیک ها در 50 سال اخیر برای اصلاح و بهسازی انواع سازه های هیدرولیکی در سراسر جهان به شدت گسترش یافته است. ژئوممبرین یکی از محصولات ژئوسنتتیک ها بوده که به عنوان المان آب بند در سدهای خاکی کاربرد وسیعی دارد. استفاده از ژئوممبرین در پروژه های سد سازی علاوه بر مزایایی همچون نفوذپذیری کم، سرعت نصب بالا و مقاومت کششی بالا، در کاهش هزینه های سنگین پروژو های سد سازی نیز تأثیر بسزایی دارد. در این تحقیق دو مورد از کاربردهای ژئوممبرین در سدهای خاکی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، با استفاده از نرم افزار geostudio 2007 و همچنین به کارگیری مدل موهر-کولمب، به تحلیل عددی ژئوممبرین در دو حالت جایگزینی هسته رسی و افزایش ارتفاع سدهای خاکی پرداختیم. نتایج تحلیل های عددی نشان داد که، استفاده از ژئوممبرین به عنوان المان آب بند به جای هسته رسی در سدهای خاکی، ضمن کاهش چشمگیر میزان تراوش از بدنه سد، پایداری سد را نیز تأمین نموده است. مراحل بعدی شبیه سازی حاکی از این مطلب بود که، افزایش ضخامت ژئوممبرین در کاهش بیش از پیش تراوش از بدنه سد تأثیر چندانی ندارد. همچنین استفاده از ژئوممبرین به منظور افزایش ارتفاع سدهای خاکی، علاوه بر کاهش میزان تراوش از بدنه سد، تا حد زیادی موجب کاهش فشار آب منفذی و در پی آن افزایش مقاومت برشی خاک شده و این امر سبب پایداری سد گردیده است.

امروزه با پیشرفت فن آوری، سهولت نسبی در حفاری و ساخت سازه های زیرزمینی، محدودیت های فضاهای سطحی برای اجرای طرح های عمرانی و نیز به واسطه مسائل سیاسی و امنیتی، توجه بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه به احداث سازه های زیر زمینی برای کاربری های عمرانی، نظامی و معدنی معطوف شده است. راه هاو بزرگراه های زیرزمینی، انواع تونل ها، شبکه متروی شهری، نیروگاه ها و سایر مغارهای زیرزمینی برای دفن زباله های هسته ای و یا به عنوان مخازن نفت، معادن، پناهگاه ها وانبارها، تعدادی از ساز ه هایی هستند که در کشورهای مختلف به سرعت در حال ساخت و اجرا می باشند. با توجه به توسعه روز افزون ساز ه های زیر زمینی و هزینه های فراوانی که برای ساخت هر یک از این سازه ها صرف می گردد و نیز اهمیت آنها در شبکه حمل و نقل بین شهری و داخل شهری و خطری که در صورت آسیب دیدگی آنها متوجه جان مردم می شود، لازم است که پایداری آنها در برابر خطرات ناشی از زلزله مورد مطالعه قرار گیرد.در فصل اول پس از نگرشی اجمالی به تاریخ صنعت سازه های زیر زمینی و آسیب های گذشته این سازه ها در زلزله، به بررسی تعاریف مربوط به تونل ها و نیز مشخصات کلی امواج زلزله و نحوه تاثیر آنها بر تونل ها می پردازیم و برآورد خطر پذیری این گونه سازه ها را بیان می نماییم. در فصل دوم به مروری بر تحقیقات انجام شده روی تحلیل دینامیکی تونل ها پرداخته خواهد شد. در فصل سوم به معرفی ایستگاه خیابان 17 شهریور و در فصل چهارم به معرفی نرم افزار plaxis-2d پرداخته می شود. در فصل پنجم مدلسازی و تحلیل دینامیکی ایستگاه انجام و نیروهای داخلی پوشش ها در شرایط مختلف برای طراحی بهینه تر با هم مقایسه خواهد شد.

با توجه به تحقیقات انجام شده در خاکهای غیر روانگرا فاصله نسبی مناسب جهت آرایش شمع ها 3 الی 5 برابر قطر شمع می باشد. روانگرایی تأثیرقابل توجهی برپاسخ دینامیکی شمعها دارد و تغییرمکان شمع را نسبت به حالت غیر روانگرا افزایش می دهد. حال این سوال مطرح می شود که در خاکهای روانگرا آیا همان آرایش معمول را می توان بکار برد یا اینکه عوامل دیگری که ناشی از تاثیر روانگرائی بر پاسخ دینامیکی گروه شمع هستند در انتخاب آرایش تاثیر دارند؟ در این تحقیق تلاش می شود تا با مطالعه این مسئله به کمک مدل سازی عددی سه بعدی با روش تفاضل محدود توسط نرم افزار flac3d به این سوال پاسخ داده شود و بر اساس آن فاصله بهینه در خاکهای روانگرا برای گروه شمع بدست آید.دراین تحقیق از فرض محیط پیوسته سه بعدی وفرض تغییرشکلهای کوچک استفاده میگردد. در ابتدا برای یک رکورد زلزله مطالعات پارامتریک برروی مدلهایی همراه باروانگرایی درگروه شمع چهارتائی بانسبتهای لاغری (l/r ) مساوی با 20، 30، 40، 50 و 60 وهمچنین فاصله شمعها ازیکدیگر(s) مساوی با 3، 4، 5 و 7 صورت خواهد پذیرفت. درمجموع 48 مدل مختلف،آنالیزو نتایج آنها بررسی می شود و در نهایت فاصله بهینه مناسب که ایمن و اقتصادی باشد برابر با 4 بدست می آید.

بارهای ساختمان از طریق فونداسیون به خاک منتقل می گردد. از این رو ایمنی ساختمان کاملاً به وضعیت فونداسیون آن بستگی دارد. با توجه به هزینه بالای مقاوم سازی فونداسیونها سعی می شود از روش هایی استفاده گردد که در آنها به مقاوم سازی فونداسیون نیاز نباشد ولی این امر همیشه امکان پذیر نبوده و نیاز به مقاوم سازی فونداسیون در برخی موارد امری ضروری و اجتناب ناپذیر خواهد بود. روشهای مختلفی برای مقاوم سازی فونداسیون وجود دارد. این پایان نامه بر روی روش پی بندی متمرکز است و منظور از پی بندی گسترش فونداسیون در عمق و عرض می باشد و همچنین بار را به لایه قویتری از خاک انتقال می دهد و یا بار را در پهنه ی وسیعتری توزیع می کند. در پایان نامه حاضر ساختمانی واقع در شهر اردبیل که در ارتفاع افزایش طبقه داشته و تغییر کاربری پیدا کرده انتخاب شده سپس تقویت فونداسیون ساختمان مذکور با استفاده از گزینه پی بندی بروش میکروپایل در نرم افزار safe مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته و نتایج مفیدی بشرح زیر ارائه شده است: 1- در مورد افزایش طبقات و تغییر کاربری ساختمان، پی بندی به روش میکروپایل گزینه مناسب بوده و سبب کاهش تنش زیر پی به میزان قابل توجهی می گردد. 2- در مورد کاهش ظرفیت باربری خاک نیز می توان از میکروپایل جهت تقویت فونداسیون و کاهش تنش خاک زیر پی استفاده نمود. 3- زمانیکه نسبت برش پانچ زیاد می باشد جهت کاهش آن می توان از میکروپایل در کنار ستون استفاده نمود. 4- زمانیکه میکروپایل در زیر فونداسیون بصورت پراکنده اجرا شود نسبت برش پانچ بیشتر از حالتیست که میکروپایل در اطراف ستون بصورت متمرکز اجرا شود. 5- تنش زیر پی در حالت میکروپایل کنار ستون تفاوتی با حالت میکروپایل در قسمت میانی ندارد. 6- استفاده از میکروپایل با تعداد بیشتر باتوجه به محدودیت سطح زیر فونداسیون مقدور نمی باشد.

تونل ها، سازه هایی هستند که به منظور ایجاد مسیری مناسب جهت استخراج موادمعدنی، رفت و آمد اتومبیل ها، حرکت قطارها، انتقال لوله و کابل و نیز انتقال آب احداث می شود. هزینه پایین تر ساخت، امکان ساخت آن ها در شرایط دشوار محیطی و نشست کمتر از مزایای این نوع تونل ها نسبت به تونل تک می باشد. این مزیت ها موجب شده است تا استفاده از این سازه ها در کشور های مختلف رشد چشمگیری داشته باشد. با توجه به تاثیر مستقیم تونل ها بر نشست سطح زمین، بررسی شرایط مختلف حفاری و اثر آن بر سطح زمین امری ضروری به نظر می رسد. با توجه به آنکه بیشتر تحقیقات صورت گرفته در زمینه ی تونل ها به صورت تجربی و تحلیلی است، نیاز به انجام مطالعات عددی در زمینه بررسی پارامترهای موثر بر میزان نشست سطح زمین در اثر حفر تونل های دوقلو احساس می شود. هدف اصلی این تحقیق بررسی برخی پارامتر های تاثیرگذار بر نشست سطح زمین ناشی از حفاری تونل های دوقلو و مشخص کردن شرایط مناسب حفاری، جهت کاهش جابه جایی سطح زمین از طریق بررسی عددی است. در این راستا تونل تک با استفاده از نرم افزار plaxis 3d tunnel شبیه سازی عددی می شود. در ادامه نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با استفاده از نتایج معتبر آزمایشگاهی صحت سنجی می شود. پس از صحت سنجی مدل سازی عددی تونل تک، تاثیر برخی پارامتر ها بر نشست سطح زمین در اثر حفاری تونل دوقلو بررسی می شود. از دیگر اهداف این تحقیق، مقایسه نتایج حاصل از شرایط مختلف حفاری و تعیین حالتی است که در آن حداقل نشست سطح زمین رخ می دهد.

چکیده شمع ها اغلب اوقات علاوه بر بار قائم تحت بارجانبی نیز قرار دارند که در صورت کوچک بودن بارجانبی، از اثر آن صرفنظر می شود در غیر این صورت تحلیل شمع تحت اثر بارجانبی الزامی بوده و می بایست با استفاده از روش مناسب اثر بارجانبی بر شمع تحلیل شود. روشهای تجربی متفاوتی جهت پیش بینی رفتار شمع تحت بارجانبی وجود دارد که یکی از پرکاربردترین این روش ها روش p-y می باشد. این روش برگرفته از داده های آزمایشگاهی می باشد که دارای محدودیت های خاص خود است. و در همه موارد قابل کاربرد نمی باشد. با توجه به پیشرفت روشهای عددی و استفاده از نرم افزارهای سه بعدی، امکان مدلسازی عددی شمع و محیط خاکی بصورت واقع بینانه ترممکن گردیده و می توان رفتار شمع تحت بارجانبی را بصورت سه بعدی بررسی نمود. در این تحقیق رفتار شمع تحت بارجانبی در خاک با 2 لایه ماسه و رس، با استفاده از نرم افزار plaxis 3d foundation نسخه 1/6 مدلسازی شده است. جهت صحت سنجی مدل، نتایج بدست آمده از مدل، با نتایج ارائه شده توسط دانشگاه دلف مقایسه گردید که نتایج حاکی از تطابق مناسب بین دو مدل میباشد. سپس اثر تغییر پارامترهای خاک و پارامترهای سازه شمع، بر رفتار شمع تحت بارجانبی بررسی و نتایج حاصله ارائه گردید. بر طبق این نتایج، زاویه اصطکاک داخلی خاک ماسه ای و وزن مخصوص آن و نیز چسبندگی خاک رسی و همچنین پارامترهای سازه ای شمع نظیر قطر، شکل و مدول الاستیسیته آن از جمله مهمترین عوامل تاثیر گذار بر رفتار شمع تحت بارجانبی می باشند.

یکی از جدیدترین ایده های کاربرد خاک مسلح در سازه های نگهبان، سازه سیستم سلولی ژئوسینتتیکی (gcs) می باشد. این سازه متشکل از سه بخش کلی پوسته ژئوسینتتیک، قاب فلزی و مصالح خاکی پرکننده می باشد. در تحقیق حاضر به منظور بررسی رفتار دیوارحائل gcs تحت اثر بار دینامیکی و تاثیر پارامترهایی مثل شتاب پایه، مدت اعمال بار دینامیکی، سختی محوری پوسته ژئوسینتتیکی (ea)، زاویه اصطکاک داخلی (?) و چسبندگی (c) مصالح پرکننده دیوار حائل از نرم افزار اجزاء محدود abaqus 6.11-3 و تحلیل به صورت سه بعدی استفاده شده است. با توجه به نتایج حاصل می توان نتیجه گرفت که با افزایش شتاب پایه و بازه زمانی اعمال بار، مقدار بیش فشار ناشی از امواج زلزله افزایش یافته که باعث افزایش جابجایی افقی و نشست سازه می گردد. برای کنترل مقادیر جابجایی و نشست در محدوده مجاز، هر یک از پارامترهای ea، ? و c به طور جداگانه افزایش داده شد و مشخص گردید که با افزایش پارامترهای فوق از مقادیر تغییرمکان های افقی و قائم کاسته شده، اما تاثیر افزایش c در کاهش پارامترهای فوق بیشتر از افزایش ? و ea می باشد. همچنین کمترین نشست و جابجائی افقی به ترتیب با افزایش پارامترهای c ، ? و ea حاصل می گردد.

درسال های اخیر با افزایش تراکم و تعداد طبقات و نیاز به تأمین پارکینگ وسایر سطوح خدماتی در ساختمان ها، عمق گودبرداری نیز بیشتر شده است. گودها می توانند باعث انحراف جانبی دیوار و حرکت زمین ( حرکت جانبی و نشست سطحی ) شوند که ممکن است باعث آسیب به ساختمان ها و تجهیزات مجاور شود.با توجه به اینکه در اغلب کارهای انجام شده تغییر مکان ساختمان ها تنها در اثر وزن خودشان و تأثیر گودبرداری لحاظ نشده است، بررسی این مسئله ضروری به نظر می رسد.در این پایان نامه با کمک نرم افزارplaxis به بررسی پارامتری گود پرداخته شده است. بررسی ها برای دو گود مهار نشده و مهار شده انجام شد و اثر پارامترهای خاک (پارامترهای مدول موهر-کولمب)، پارامترهای ساختمان(عرض ساختمان، فاصله ساختمان)، پارامترهای گود (عرض و عمق گود نشست ساختمان مورد بررسی قرار می گیرد.تعدادی از نتایج بدست آمده به این شرح است: نشست ساختمان در اثر وزن خودش در فاز الاستیک می باشد. با افزایش مدول الاستیسیته خاک در فاز الاستیک، بالا آمدگی ساختمان ناشی از گودبرداری کمتر خواهد شد و در فاز پلاستیک، نشست ساختمان ناشی از گودبرداری کمتر خواهد شد.)

در اثر احداث تونل، وضعیت تنش در خاک اطرافش تغییر خواهد کرد. از این رو، نشست سطح زمین در اثر احداث تونل جدید در نزدیکی تونل موجود در مقایسه با احداث آن در خاک بکر متفاوت خواهد بود که این تفاوت نشان از اثر اندرکنش بین تونل های دوقلو روی نشست سطح زمین دارد. در این تحقیق با مطالعه پارامتریک به کمک روش اجزای محدود با فرض مدل هندسی دو بعدی کرنش مسطح و توسط نرم افزار plaxis 2d روی بخشی از خط 1 متروی شیراز و با در نظر گرفتن توده خاک با مدل رفتاری الاستوپلاستیک کامل با معیار گسیختگی موهر- کولمب به بررسی جابه جایی های قائم سطح زمین در اثر اندرکنش بین تونل های دوقلوی احداث شده با سپر در سه موقعیت نسبی افقی ، عمودی و مایل، با توجه به تغییر فاصله نسبی تونل ها، عمق و شرایط زهکشی در حین احداث تونل اول و نیز تغییر پارامترهای مکانیکی و هندسی و موقعیت قرارگیری ساختمان های سطحی پرداخته می شود.

دراین تحقیق با مطالعه پارامتریک به کمک روش اجزای محدود با فرض مدل هندسی دوبعدی کرنش مسطح و توسط نرم افزار plaxis 2d به بررسی ماکزیمم جابه جایی جانبی و ضریب اطمینان پایداری دیوار پس از عملیات گودبرداری درشرایط استاتیکی و نیز ماکزیمم جابه جایی جانبی و ضریب اطمینان پایداری دیوار در شرایط لرزه ای (پس از شبیه سازی زلزله)، جهت بهینه سازی زاویه میخ کوبی و نیز موقعیت قرارگیری مهار (در سیستم ترکیبی میخ کوبی و مهار) پرداخته می شود.

امروزه سازه های زیرزمینی نقش مهمی در توسعه کشورها ایفا می کنند. این سازه ها در بسیاری از فعالیتهای عمرانی نظیر توسعه راه و راه آهن، مترو، خطوط انتقال آب، گاز و فاضلاب، نیروگاههای زیرزمینی، دفن زباله های هسته ای، ذخیره مواد سوختنی، تأسیسات نظامی و... احداث می شوند. در این پایان نامه پارامترهای فنی تونل از قبیل قطر تونل، عمق از سطح زمین، فاصله از سازه های مجاور و... با استفاده از نرم افزار plaxis بررسی و تأثیرات آنها به صورت نمودار ارائه شده است. مطالعه موردی تحقیق برای تونل اصفهان انجام گرفته است

روش های حفاظت از شیب دیواره گود از سال ها پیش مورد توجه و استفاده بوده است. در سال های اخیر و با پیشرفت علم مهندسی به کارگیری روش های مدرن متداول گردید. میخ گذاری و مهار گذاری دو روش کاربردی و متداول فعلی برای پایداری گود حفر شده در عملیات عمرانی می باشد. درمیخ گذاری میخ ها موقعی که خاک تغییر مکان جانبی دهد, فعال شده و در آنها کشش به وجود می آید ولی در مهارگذاری به دلیل پیش تنیدگی مهارها, قبل از حرکت توده خاک نیروی بزرگی وجود دارد که موجب کاهش قابل توجه تغییر شکل ها می شود.

در چند دهه اخیر پیشرفت های چشمگیری در زمینه تکنیکهای حفاری تونلها به وقوع پیوسته است. یکی از این پیشرفت ها استفاده از ماشینهای حفاری مکانیزه با سپر (shield tbm) می باشد. در این روش معمولاً پوشش تونل به صورت قطعات پیش ساخته (segment) در کارخانه سگمنت ساخته شده و پس از حمل، در انتهای تونل نصب می گردد. با وجود اینکه این نوع پوشش ها مزایای بسیاری دارند و امروزه بسیار متداول شده اند، اما دارای عیوبی نیز هستند. یکی از عیوب عمده، آسیبها و بخصوص ترک هایی است که در این قطعات هنگام ساخت، دپو، حمل و نصب ممکن است ایجاد شود. مخصوصاً در تونلهای آبرسانی و یا در مناطقی که تونل زیر سطح آب زیرزمینی احداث می گردد این ترک ها می تواند باعث خوردگی آرماتورها در دراز مدت و آسیب شدید در دوران بهره برداری تونلها گردد. در این تحقیق عوامل و مکانیزم صدمات وارده به پوشش قطعه ای مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهای مناسب جهت جلوگیری از بروز این صدمات ارائه گردیده است. یک ایده بسیار جدید برای رفع مشکلات فوق استفاده از بتن الیافی می باشد. وجود الیاف سازه ای در بتن مقاومت کششی بتن را افزایش می دهد که این امر می تواند باعث کاهش خسارت وارد بر پوشش تونل گردد. همچنین استفاده از بتن الیافی در این نوع پوشش ها از نظر اقتصادی نیز ممکن است بصرفه باشد. در این پایان نامه به مطالعه موردی در خصوص طراحی سازه ای پوشش بتنی مسلح به الیاف به عنوان جایگزین مناسب به جای پوشش بتنی مسلح به آرماتور در تونل انتقال آب کرج قطعه et-k پرداخته شده است.