بیشترین حجم لایه های خاک نزدیک به سطح زمین از خاک های غیراشباع تشکیل شده که رفتار مکانیکی آن ها با خاک های اشباع و خشک کاملاً متفاوت می باشد. در این خاک ها به دلیل وجود مکش بافتی نوعی تأثیر توأم میان رفتار هیدرولیکی و مکانیکی وجود دارد. از این رو ارایه یک مدل رفتاری که بتواند ویژگی های مکانیکی و هیدرولیکی این خاک ها را به خوبی بیان نماید، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق یک مدل رفتاری الاستو-پلاستیک جهت بیان رفتار توأم هیدرولیکی و مکانیکی در خاک های غیراشباع بر پایه ی مدل ارایه شده توسط قاسم زاده و قریشیان، ارایه شده است. مدل مذکور رفتار هیدرومکانیک خاک های غیراشباع را در بارگذاری همه جانبه بیان نموده ، که در این تحقیق، با توسعه ی این مدل، مدلی هیدرومکانیک جهت شبیه سازی رفتار خاک های غیراشباع تحت شرایط بارگذاری سه محوری ایجاد گردیده است. مدل بیان شده می تواند تأثیر تغییرات برگشت ناپذیر محتوای حجمی آب را بر رفتار تنش-کرنش و به صورت متقابل تأثیر کرنش های پلاستیک بر رفتار هیدرولیکی موجود در خاک غیراشباع را بیان نماید. پلاستیسیته های سطح زیربارگذاری و سطوح مرزی به ترتیب جهت بیان رفتار مکانیکی و رفتار هیدرولیکی در نظر گرفته شده و با استفاده از قوانین سخت شوندگی توأم، رفتار هیدرومکانیک موجود در خاک های غیراشباع بیان شده اند. در انتها نتایج بدست آمده از پیش بینی مدل با داده های به دست آمده از انجام آزمایش سه محوری بر روی خاک های متورم شونده و ریزشی صحت سنجی گردید که نتایج قابل قبولی حاصل شد.

مدلسازی رفتاری خاکهای غیراشباع، از مدتها قبل، از اهداف دانشمندان این زمینه بوده است. اما با توجه به پیچیدگی رفتاری این خاکها و همچنین نبودن امکانات آزمایشگاهی مناسب، در عمل موفقیتی حاصل نمی شد.. امروزه با پیشرفت وسایل آزمایشگاهی، امکان انجام آزمایشهای مختلف روی این خاکها وجود دارد و محققین به این نتیجه رسیده اند که برخلاف مکانیک خاک کلاسیک که تنها از یک متغیر حالت تنش استفاده می کرد (تنش موثر)، در خاکهای غیراشباع باید حداقل از دو متغیر حالت تنش استفاده کرد (تنش میانگین و ماتریس مکش) . بنابراین، در سالهای اخیر شاهد پیشرفتهای زیادی در این زمینه بوده ایم. اگرچه مدلهای رفتاری که تا کنون برای خاکهای غیرشباع ارائه شده اند، قادر به مدلسازی ویژگیهای اصلی این خاکها می باشند، اما در مقایسه با مدلهای رفتاری ارائه شده برای خاکهای اشباع، هنوز در اول راه می باشند. به همین دلیل شاهد آن هستیم که امروزه یکی از زمینه های اصلی تحقیق در رشته مکانیک خاک، مکانیک خاکهای غیراشباع می باشد. در این رساله، سعی می شود ابتدا کلیاتی از خاک غیر اشباع و مدل رفتاری بیان، سپس انواع مدل های ارائه شده برای خاک غیر اشباع مطرح و از بین آنها مدل بارسلونا بررسی گردد. در ادامه این مدل با استفاده از نتایج آزمایشگاهی، اصلاح و مدلی جامع تر ارائه گردد.

سپرها ازجمله سازه هایی هستند که امروزه کاربرد زیادی در مهندسی ژئوتکنیک دارند که به عنوان مثال می توان به ساخت اسکله های سپری و همچنین در گودبرداری، لوله گذاری و تونلسازی اشاره نمود. طراحی سپرها به صورت مرسوم با استفاده از تحلیل های ساده شده کلاسیک، روش های تجربی و یا با استفاده از روش های عددی انجام می شود. انعطاف پذیری این نوع دیوارها در محدوده وسیعی تغییر می کند و این امر تأثیر قابل ملاحظه ای بر نحوه توزیع فشار جانبی خاک دارد. با توجه به این توضیحات، در این تحقیق، به بررسی پارامتریک ظرفیت باربری پی مستقر بر سطح خاکریز پشت سپر پرداخته شده است. بررسی ها بر روی سپرهای کوبیده شده در خاک های غیرچسبنده در حالت زهکشی شده انجام شده است. در این راستا ابتدا مطالعات انجام شده در این زمینه مورد بررسی قرار گرفته است و سپس به بررسی مساله به کمک روش اجزاء محدود با نرم افزار plaxis پرداخته شد. جهت انجام مدلسازی عددی مساله، ابتدا با مقایسه تعدادی از مدل ها با نتایج مدل های آزمایشگاهی مشابه، صحت سنجی انجام پذیرفت و سپس به مطالعه پارامتریک پرداخته شد. پارامترهای موردمطالعه شامل ابعاد مدل، نوع سپر (طره ای، مهاربندی شده)، تعداد مهارها (تک مهاره، دو مهاره)، سختی مقطع سپر، ویژگی های خاک (? و ?)، فاصله پی از لبه سپر، عرض و عمق پی می باشد. ازجمله نتایج مهم حاصل از این تحقیق می توان به تعیین حداکثر فاصله ای که سپر بر ظرفیت باربری پی اثر می گذارد، اشاره نمود که حدودا 5/1 برابر ارتفاع آزاد سپر می باشد. همچنین در این تحقیق مشخص گردید که از بین پارامترهای بررسی شده، زاویه اصطکاک خاک موثرترین و پارامتر سختی سپر کم اثرترین پارامتر بر ظرفیت باربری پی مستقر بر سطح خاکریز بالادست سپر می باشد.

در مناطق شهری بعلت رشد زیاد جمعیت نیاز به ساختمان های مرتفع می باشد. ساختمان های مرتفع مستلزم ایجاد طبقاتی در زیر سطح زمین هستند. به دلیل قیمت بالای زمین استفاده از فضاها بسیار مهم می باشد. بنابراین نیاز به گودبرداری با شیب نزدیک به قائم مسئله بسیار پر اهمیتی است. با توجه به اینکه دو روش نیلینگ و سیستم مهاری(انکراژ) در پروژه های فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند، در این پژوهش سعی شده است، اصول و مفاهیم این دو روش در پایدارسازی گودهای عمیق مورد بررسی قرار گرفته و معیار کاربری، مزایا و محدودیتهای این روش ها و نیز مفاهیم طراحی آنها مورد مطالعه قرار می گیرند. در ادامه با مدل سازی یک طرح اجرا شده در نرم افزار اجزای محدود "plaxis"، از صحت مدل مطمئن شده و سپس به ازای شرایط همسان، مدل های مختلف عددی، با کمک این نرم افزار شبیه سازی شده و نتایج حاصل از تغییرات پارامترهای مکانیکی خاک و نیز تغییرات مختلف طرح تثبیت جداره گود مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته و در نهایت بهینه ترین حالات در هر تحلیل ارائه شده اند.

شناسائی و مطالعه کامل خاک محل و ویژگیهای مهندسی ساختگاه و اطمینان از ظرفیت باربری کافی آن، همچنین اطمینان از عدم وقوع روانگرائی خاک در نتیجه بارهای دینامیکی در هنگام وقوع زمین لرزه، قبل از احداث پروژه، امری ضروری می باشد. اگر خاک محل ظرفیت کافی برای تحمل بارهای ناشی از سازه و زمین لرزه را نداشته باشد، بایستی به روشهای گوناگون و مناسب، شرایط و ویژگیهای مهندسی زمین موجود را، به خصوصیاتی مطلوب بلحاظ فنی و مهندسی تبدیل نمود. در این تحقیق، با بهره گیری از نتایج بدست آمده از آزمونها و مطالعات آزمایشگاهی و صحرایی مطالعه خاک، اجرا شده در بخشهای مختلف منطقه جنوب باختری کاسپین (آستاراو تالش)، پارامترهای مختلف مرتبط با ویژگیهای دینامیکی، فیزیکی و ژئوتکنیکی خاکهای منطقه جمع آوری، بررسی، تحلیل ومقایسه شده اند. امکان وقوع روانگرائی در عمق های 5، 10 و بیش از 10 متری در بخشهای مختلف منطقه، با فرض دو زلزله با بزرگای 6 ریشتر (بیشترین بزرگای زلزله ثبت شده تا کنون)، و 7.2 ریشتر (بیشترین بزرگای زلزله محتمل در منطقه)، با استفاده از داده های spt، و با بکارگیری نرم افزار "ارزیابی پتانسیل روانگرایی خاک بااستفاده از داده های spt (رضائی، 1389)" بررسی و تحلیل شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد برخی بخشهای منطقه مورد مطالعه، مستعد روانگرایی بوده و و علیرغم وقوع روانگرائی در اکثر نقاط منطقه، تحت اثر زمین لرزه با حداکثر بزرگی محتمل، برخی مناطق روانگرا نمی باشند. ظرفیت باربری مجاز خاکهای منطقه، بر مبنای اطلاعات و پارامترهای اخذ شده و با بکارگیری روابطhanssen (1970) و(1967) meyerhof، و اعمال ضریب اطمینان 3، برای انواع پی های سطحی مربعی، مستطیلی، نواری و گسترده، بر اساس عدد نفوذ استاندارد، محاسبه شده است. نتایج این محاسبات بصورت طبقه بندی مرغوبیت خاک بر اساس "مقدار ظرفیت باربری بعنوان شاخص مرغوبیت"، برای انواعی از خاکهای بسیار ضعیف، ضعیف، متوسط، خوب و بسیار خوب در منطقه تعیین و ارائه شده است. با الهام از روابط تقریبی ارائه شده از سوی hatanaka & uchida (1996) و بر اساس اطلاعات موجود، روابط تقریبی بین عدد نفوذ استانداردnspt و زاویه اصطکاک داخلی ماسه ?، برای انواع خاکهای موجود در منطقه از قبیل: خاک ماسه ای بد دانه بندی شده sp))، خاک ماسه ای لای دار sm))، خاک ماسه ای لای دار با چسبندگی (c)کم ارائه شده است. بعلاوه نمودار تغییرات مقدار ? بر حسب عدد نفوذ استانداردnspt برای خاکهای ماسه ای بد دانه بندی شده sp))، ماسه لای دار sm)) در عمق 3 تا 5 متری و در شرایط یکسان ترسیم و ارائه شده است. نتایج نهائی این بخش از مطالعات، بصورت نقشه های پهنه بندی با عنوان "بررسی و شناخت پتانسیل روانگرائی" و "ظرفیت باربری و وجود احتمالی خاکهای مسئله دار" در منطقه آستاراو تالش با استفاده از نمودارهای سه بعدی توسط نرم افزار surfer تهیه و ارائه گردیده است. کلید واژه: نقشه پهنه بندی، خاکهای مسئله دار آستارا و تالش، آزمایش نفوذ استاندارد، پتانسیل روانگرایی، ظرفیت باربری لازم بذکر است نتایج ارائه شده در این تحقیق بر اساس داده های دریافت شده از اداره ها و شرکت های خصوصی و دولتی مختلف در منطقه آستارا می باشد. بدیهی است مسئولیت صحت و دقت داده ها و هر گونه مغایرت احتمالی آنها با واقعیت، به عهده اداره ها و شرکتهای خصوصی و دولتی ارائه دهنده این داده ها می باشد.

در بسیاری از موارد، بخش عمده ای از نیروهای ارتعاشی تولید شده به وسیله ی منابع دینامیکی )حرکت قطارها، حفاریهای انفجاری در ساخت جاده ها و استخراج معادن، کوبیدن شمع ها و...) به صورت امواج رایلی نزدیک سطح خاک گسترش یافته وارتعاش ناشی از آنها، از طریق فنداسیون به سازه های اطراف منتقل می شود. در چنین شرایطی، حفاظت برخی از مناطق و یا سازه های حساس در مقابل ارتعاشات امری ضروری است که با کمک سیستمهای عایق ساز عملی میشود. در این پایان نامه، با مدل کردن منبع ارتعاشی، هندسه سیستم عایق سازارتعاشی، و همچنین مواد پرکننده این سیستم، به بررسی اثر هندسه و نوع مواد پرکننده سیستم، در کاهش ارتعاشات پرداخته شده و به سوالات زیر پاسخ داه خواهد شد: موثرترین ابعاد ترانشه های مستطیلی برای کاهش ارتعاشات دینامیکی یک منبع ارتعاشی چیست؟ موثرترین ماده ی پرکننده ی ترانشه ها در کاهش ارتعاشات در هر یک از حالات محرک و مقاوم کدام است؟ آیا این ماده ی پرکننده در همه ی بازه های فرکانسی ارتعاشی بهترین عملکرد را دارد؟ آیا در نظر گرفتن ترانشه ها با هندسه ای متفاوت (غیر مستطیلی) باعث کاهش بیشتر ارتعاشات خواهد شد؟ وتاثیر زاویه ی این ترانشه ها در کاهش ارتعاشات به چه میزان است؟ محدوده ی کاربرد ایده های فوق الذکر در چه بازه ی فرکانسی می باشد؟