آنالیز تراوش و آببندی پی و تکیه گاهها یکی از مراحل اساسی و ضروری در طراحی سدها است که در بسیاری از موارد احداث سد را در یک منطقه هم از جنبه اقتصادی و هم از نظر تحلیل پایداری غیر قابل توجیه می نماید. در رابطه با برآورد مقدار نشت علاوه بر خصوصیات ساختگاه از جمله نوع سنگها میزان دوام، قابلیت انحلال، هوازدگی و از این قبیل توجه به وضعیت درزه داری به علت قابلیت گذردهی بالای جریان از آن در مقایسه با تخلخل بین دانه ای ماده سنگ بسیار حایز اهمیت است. از طرفی میزان گذردهی توده سنگ به دلیل تغییراتی که در بازشدگی درزه ها ایجاد می شود بسیار تاثیر پذیر از تنشهای موثر وارد بر آن است. ساختگاه سد در حین احداث و پس از آبگیی دستخوش تغییرات زیادی در تنشهای موثر وارد بر آن می شود بنابراین بررسی رفتار هیدرومکانیکی در برآورد میزان نشت از ساختگاه از اهمیت ویژه ای برخوردار است از طرفی برآورد میزان تراوش از توده سنگ به سبب ساختار پیچیده ناشی از وجود درزه در مقیاس بزرگ با روشهای تحلیلی و محاسبات دستی بسیار وقت گی و چه بسا غیر قابل انجام است. بنابراین با توجه به موارد ذکر شده در این تحقیق سعی شده است به کمک مدل سازی عددی روش المان مجزا تخمینی از وضعیت تراوش با در نظر رفتن رفتار متقابل هیدرومکانیک توده سنگ در پی سد گتوند علیا در مراحل مختلف آبگیری آن به انجام شود .دلیل ماهیت پروژه و لزوم آنالیز جریان در هر سه بعد از نرم افزار 3dec که قابلیت مدل سازی سه بعدی جریان را داراست استفاده شده است. با توجه به وارد شدن درزه در ساختار مدل و در نظر گرفتن تاثیر توامان تنش -نفوذپذیری شرایط مدل نزدیکی بیشتری به شرایط طبیعی ساختگاه نسبت به روشهای مرسوم مدل سازی به روش المان پیوسته دارد. بر اساس نتایج تحلیل عددی حداکثر عمق نفوذ آب در تراز حداکثر آبگیری در هر سه بعد حدود 110 متر و حداکثر دبی نشت در فاصله بین دو تکیه گاه بین 3،2 تا 16،8 متر مکعب بر ثانیه تخمین زده شده است. همچنین با در نظر گرفتن عدد ده به توان منفی هفت متر بر ثانیه به عنوان حد مجاز ضریب نفوذپذیری، حد آببندی در پی در حدود 85 متر تخمین زده شده است. همچنین مقایسه بین دبی جریان در تحلیل هیدرولیکی و هیدرومکانیکی نشانگر بالاتر بودن نرخ جریان در تحلیل هیدرولیکی است.

یکی از مصالحی که امروزه به صورت گسترده در بخش های مختلف عمرانی مورد استفاده قرار می گیرد ژئوتکستایل¬ می باشد، که در بخش های مختلف با عملکردهای متفاوتی به کار می روند که از جمله مهم ترین این کاربردها می توان به فیلتراسون، زهکشی، جداسازی، تسلیح و آب¬بندی اشاره کرد. با توجه با اینکه در اجرای پروژه های عمرانی، این مصالح تحت شرایط مختلفی قرار می گیرند، بررسی رفتار و نحوه عملکرد آن ها در شرایط گوناگون حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق به بررسی عملکرد فیلتراسیون و زهکشی دو نوع ژئوتکستایل بافته¬ نشده، با مشخصات متفاوت و جرم بر واحد سطح g/m2 250 و g/m2 500، در مجاورت خاک، تحت فشار ها و گرادیان های هیدرولیکی متفاوت پرداخته شده است. برای این منظور یک سلول اندازه گیری نفوذپذیری عمود بر صفحه جهت انجام آزمایش ها ساخته شد. این دستگاه به منظور بررسی میزان زهکشی و پتانسیل گرفتگی سیستم ژئوتکستایل- خاک مورد استفاده قرار می گیرد. در آزمایش های انجام شده با اعمال فشار های متفاوت تا 200 کیلو¬پاسکال و با شیب (گرادیان های) هیدرولیکی1 و 5 رفتار سیستم خاک-ژئوتکستایل بر اساس میزان عملکرد زهکشی ژئوتکستایل و همچنین سرعت گرفتگی منافذ مورد بررسی قرار گرفته است.

باتوجه به نیاز به طراحی وتولید در کمترین زمان و با صرف کمترین هزینه یکی ازراهکارهای کاربردی در راستای نیل به این هدف ، به کارگیری روش های مدل سازی المان محدود و آزماشگاهی می باشد . در این پروژه جهت تعیین ضرایب اطمینان در یک مجموعه پوسته فلزی سه لایه کاروگیتی ( محموعه پوسته ساندویجی ) که در معرض بارگذاری مکانیکی از نوع فشار ثابت میباشد از مدل سازی و حل عددی به کمک یک نرم افزار المان محدود استفاده شده است و در مرحله بعدی به لحاظ تایید و حصول اطمینان از صحت مدل سازی در تحلیل مذکور ، نمونه واقعی از مدل المان محدود ساخته شده و تعداد نه عدد کرنش سنج روی سطوح پوسته خارجی نصب شده و بوسیله اعمال فشار پنوماتیکی داخلی در فضای بین پوسته داخلی و خارجی ، مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج حل عددی و تجربی مقایسه شد که از دقت نسبتا خوبی برخوردار بود و درنهایت روی مدل کامپیوتری ، آنالیز عددی با اعمال هم زمان فشار ودما انجام گرفت . پس از مشاهده و بررسی نتایج این مرحله نواحی بحرانی سازه تعیین شد و پیشنهاداتی جهت بهینه سازی وضعیت سازه ارائه شد .