ضریب تحکیم یکی از پارامترهای مهمی است که در طراحی های ژئوتکنیکی استفاده میشود. این ضریب معمولا از آزمایش تحکیم یک بعدی آزمایشگاهی بدست می آید. آزمایش نفوذ مخروط آزمایشی برجاست که در آن امکان اندازه گیری تغییرات فشار آب منفذی با زمان و تعیین ضریب تحکیم وجود دارد. این آزمایش قبلا بعنوان آزمایش محو فشار آب منفذی (Dissipation) معرفی شده است. ته (The, 1987)، هولسبی و ته (Houlsby & The, 1988)، ته و هولسبی (Teh & Houlsby, 1991) و جونز و راست (Jones & Rust, 1995) روش های مختلفی برای تعیین ضریب تحکیم از نتایج آزمایش نفوذ مخروط پیشنهاد نموده اند. در این مقاله با استفاده از 43 آزمایش محو فشار منفذی و 35 آزمایش تحکیم آزمایشگاهی در سه ناحیه در جنوب ایران، ضمن مقایسه ضریب بدست آمده از 4 روش فوق، ضریب بدست آمده از این روش ها با ضریب حاصل از آزمایش آزمایشگاهی تحکیم مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد ضریب بدست آمده از آزمایش آزمایشگاهی از مقادیر بدست آمده از روش ته و هولسبی بیشتر و از سایر روش ها کمتر است. نتایج آزمایشگاهی از نظر مقدار و روند به نتایج بدست آمده از روش ته و هولسبی نزدیکتر هستند. رابطه تجربی بین ضریب تحکیم آزمایشگاهی و برجا با ضریب تعیین بیشتر از 0.7 پیشنهاد شده است. بیشترین ضریب تعیین مربوط به روش هولسبی و ته و کمترین مربوط به روش جونز و راست است. زمانی که یک رابطه تجربی برای همه سایتهای مطالعه شده پیشنهاد گردیده ضریب تعیین نسبت به زمانیکه روابط تجربی برای هر سایت بصورت مستقل تعیین گردیده، کاهش یافته است بنابراین روابط میتوان گفت روابط تجربی متاثر از ویژگی های هر منطقه می باشند.

آزمایش تحکیم با نرخ کرنش ثابت (CRS) بعنوان یک روش سریع در تعیین خصوصیات تحکیم پذیری خاکها مورد استفاده قرار میگیرد. معمولا معیار انتخاب نرخ کرنش بر اساس فشار آب منفذی نسبی، یعنی نسبت فشار آب منفذی در کف نمونه به تنش کل وارد بر نمونه می باشد. در این تحقیق برای بررسی اثر سرعت فشردگی بر نحوه تغییرات فشار آب منفذی نسبی، چهار نوع خاک رسی با خصوصیات خمیرائی متفاوت تحت نرخهای مختلف کرنش بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمایشها نشان داد که الگوی تغییرات فشار آب منفذی در آزمایش تحکیم با کرنش ثابت تابعی از شرایط حاکم بر رژیم جریان زهکشی بوده و بر حسب نوع جریان (دارسی و یا غیر دارسی) دارای دو روند مختلف می باشد. همچنین نتایج آزمایشهای صورت گرفته بر روی انواع خاکهای رسی نشان داد که خصوصیات خمیرایی خاک تاثیر قابل توجهی بر روند تغییرات فشار آب منفذی ندارد.

گستردگی کاربرد آزمایش نفوذ مخروط به علت سرعت عملیات آن در شناسایی لایه های خاک و ویژگی های آن، باعث شده است که روش های مختلف تحلیلی برای مطالعه ی این آزمایش به وجود آید. اندازه گیری فشار آب منفذی اضافی در طی آزمون نفوذ مخروط نقش به سزایی را در تعیین خصوصیات و پارامترهای مهندسی خاک های رسی می تواند ایفا کند. در بسیاری از مسائل ژئوتکنیکی، وضعیت تنش اولیه ی موجود در زمین، پارامتر مهمی است که برای طراحی و تحلیل باید شناخته شود؛ ضریب فشار جانبی در حالت سکون، K0، نیز برای سال ها توسط مهندسین ژئوتکنیک مورد مطالعه قرار گرفته است، زیرا پارامتری ضروری در طراحی و تحلیل بسیاری از مسائل ژئوتکنیکی مانند شمع ها و پایداری شیب ها است. با توجه به کمبود مطالعات جامع برروی خاک های رسی، اهمیت شناسایی رفتار این خاک ها وهمچنین محدودیت آزمون های آزمایشگاهی، در این پژوهش با مدل سازی عددی آزمایش نفوذ مخروط در خاک های رسی اشباع در شرایط زهکشی نشده، تأثیر ضریب فشار جانبی و تنش های موثر قائم اولیه بر فشار آب منفذی ایجاد شده براثر نفوذ مخروط، بررسی و رابطه ای بین فشارهای آب منفذی اضافی در محل های u2 وu1 و همچنین u2 و u3 براساس این دو پارامتر ارائه شده است. برای مدل سازی در این تحقیق، از نرم افزار فلک دوبعدی مبتنی بر روش تفاضل محدود و مدل رفتاری کم -کلی اصلاح شده استفاده شده است. برای صحت سنجی، نتایج به دست آمده از مدل سازی عددی نیز با نتایج اندازه گیری ها در آزمایش برجای نفوذ مخروط مقایسه گردیده است. نتایج به دست آمده نشان داد که با افزایش هریک از پارامترهای ضریب فشار جانبی و تنش موثر قائم،  اضافه فشار آب منفذی در هر سه محل اندازه گیری فشار آب منفذی افزایش می یابد.

مدیریت بهینه طرحهای بزرگ تامین آب به لحاظ اقتصادی ایجاب می کند تا همزمان با اجرا و آماده شدن بخشی از طرح، بهره برداری هم صورت گیرد. این فرایند در طرحهای بزرگ سدسازی امری متداول بوده و موجب می گردد که استفاده موثرتری از سرمایه گذاری های انجام شده به عمل آید. بهره برداری از مخازن چنین سدهایی همزمان با انجام و تکمیل عملیات ساختمانی شرایط خاصی را از نظر بارگذاری بر این طرح ها تحمیل می کند که باید تمهیداتی ویژه در مورد آنها اندیشیده شوند. هنگام ساختن و اجرای سدهای خاکی مقدار قابل ملاحظه ای فشارهای آب منفذی در هسته این سدها ایجاد می شود که عمدتا ناشی از سربارهای مربوط به افزایش ضخامت خاکریزی بوده و بهره برداری همزمان با اجرا موجب می شود که علاوه بر فشارهای منفذی ایجاد شده بر اثر سربارهای خاکریزی، فشارهای منفذی جدیدی ناشی از تراوش و نفوذ آب به داخل سد نیز ایجاد گردد. ممکن است این امر موجب افزایش فشارهای منفذی گردیده و چنانچه انجام آن با مطالعه صورت نگیرد منجر به بروز پدیده شکست هیدرولیکی سد شود. در مقاله حاضر سعی شده است که با استفاده از نرم افزار CA2، فشارهای منفذی ایجاد شده ناشی از دو عامل استمرار عملیات ساختمانی و آبگیری همزمان مطالعه و مورد ارزیابی قرار گیرد. در ادامه با استفاده از داده های جمع آوری شده با کاربرد ابزار دقیق نصب شده در سد کرخه که در شرایط ذکر شده مورد بهره برداری قرار گرفته اند، نتایج بدست آمده مقایسه و مورد قضاوت قرار گرفته اند.

آزمایش تحکیم ارائه شده توسط ترزاقی در سال 1925، هنوز در اکثر آزمایشگاه های دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. با اینکه این روش محدودیت و نقص های بسیاری دارد، هنوز اصلاحات خاصی در این روش عملی نشده است. در 40 سال اخیر، روش های مختلفی مانند سرعت بارگذاری ثابت، سرعت گرادیان هیدرولیکی ثابت، و سرعت کرنش ثابت به عنوان جایگزین روش تحکیم معمولی پیشنهاد شده است. از روش های مذکور، سرعت کرنش های ثابت نسبت به روش های دیگر مزایای بیشتری دارد و از آن استقبال بیشتری شده است ولی به دلایل مختلف هنوز دستورالعمل مناسبی برای نحوه اجرای آزمایش ارائه نشده و در این زمینه تفاوت فاحشی بین توصیه های محققان وجود دارد. در این تحقیق با بررسی شرایط حاکم بر این روش و فرضیات لحاظ شده در آن سعی بر آن شد که دلیل اختلاف نظر محققان در نحوه اجرای آزمایش مشخص شود. نتایج اجرای آزمایش ها با تحکیم سنج خاص، تحت سرعت های مختلف کرنش در این تحقیق نشان داد که فرضیات اولیه و پایه ای شامل جریان دارسی در همه حالات صحیح نیست لذا معادلات ارائه شده بر اساس قانون دارسی برای تحلیل نتایج نمی تواند همیشه صادق باشند. همچنین آزمایش ها نشان داد که با توجه به سرعت اجرا آزمایش سه حالت مختلف شامل جریان های غیرخطی فرا و پیش خطی (غیر دارسی) به همراه جریان دارسی ممکن است در جریان آب زهکشی نمونه های تحت آزمایش مشاهده شود.

فشار منفذی به فشار سیال درون حفرات سنگ گفته میشود. هنگامی که میزان فشار منفذی بسیار زیادتر از فشار هیدرواستاتیک باشد، گفته میشود که سنگ در شرایط فشار بالا قرار دارد. وجود فشار منفذی بالا باعث ایجاد مشکلات زیادی از جمله فوران چاه، ناپایداری چاه، گیر کردن لوله حفاری و یا از دست دادن چرخش گل حفاری میشود. مناطق با فشار بالا در نتیجه فرآیندهای مختلفی ایجاد میشوند که میتوان به مواردی چون تحکیم نامتوازن و عدم امکان خروج سیال، انبساط سیال، اثر نیروی شناوری و مهاجرت سیال اشاره نمود. هر یک از این فرآیندها به نحوی بر افزایش فشار منفذی تاثیر میگذارد. تاکنون روشهای متعددی در زمینه پیشبینی فشار منفذی ارائه شده که اغلب بر اساس استفاده از اطلاعات چاهپیمایی و لرزهای است. در هر یک از این روشها، مکانیسم خاصی به عنوان عامل اصلی ایجاد فشار بالا در نظر گرفته شده و بر آن اساس روابط تجربی مربوطه نیز ارائه شده است. از این رو در تعیین فشار منفذی یک منطقه، انجام مطالعات زمین شناسی جهت شناخت مکانیسم ایجاد فشار بالا و انتخاب مناسبترین روش تعیین فشار منفذی بسیار مهم و قابل توجه است. هدف اصلی در این تحقیق استفاده از اطلاعات چاهپیمایی به منظور تعیین مکانیسم ایجاد فشار بالا و ارائه بهترین روش تخمین فشار منفذی در یکی از میادین هیدروکربنی جنوب ایران است. بدین منظور از اطلاعات نمودار سرعت، چگالی، فشار منفذی و تنش موثر جهت بررسی مکانیسمهای مختلف استفاده شده است. نتایج بررسیها نشان داد که مکانیسم اصلی ایجاد فشار بالا در منطقه مورد مطالعه بیشتر متاثر از تحکیم نامتوازن و تا حدود کمی نیز تحت تاثیر باربرداری است. بنابراین، روش تخمین فشار منفذی ایتون که روشی مبتنی بر تحکیم نامتوازن است به همراه روش باورز که روشی مبتنی بر مکانیسم تحکیم نامتوازن و باربرداری است به کار گرفته شد و نتایج حاصل با مقادیر آزمایش فشار سازند مورد ارزیابی قرار گرفت که تطابق نسبتا خوبی را نشان داد.

افزایش قابل ملاحظه فشار های آب منفذی هسته حین ساخت سدهای خاکی می تواند منجر به بروز پدیده ی شکست هیدرولیکی هنگام آبگیری سد گردد. لذا اطلاع کامل از الگوی ایجاد اضافه فشار آب حفره ای در هسته سد امری ضروری می باشد. در تحقیق حاضر با بکارگیری روش المان محدود در تحلیل همبسته سدهای خاکی، مقادیر فشار آب منفذی و تغییرمکان های ایجاد شده حین ساخت سد درونگر با استفاده از کد نگاشته شده در محیط فرترن برآورد گردیده و نتایج با داده های ابزاردقیق مقایسه شده اند. درنهایت با استفاده از آنالیز بازگشتی مقدار واقعی نفوذپذیری هسته ونسبت نفوذپذیری افقی به قائم مشخص شده است.

در این تحقیق آزمایش تحکیم با نرخ کرنش ثابت در شرایط غیر دارسی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور معادله جدیدی برای تحکیم با نرخ کرنش ثابت در شرایط رژیم جریان غیر دارسی ارائه گردید. همچنین جهت اعتبار سنجی معادله ارائه شده، آزمایش های تحکیم با کرنش ثابت تحت نرخ های مختلف کرنش بر روی انواع مختلف نمونه های خاک انجام پذیرفت. نتایج آزمایش های صورت گرفته و مقایسه آنها با معادله ارائه شده نشان داد که جریان زهکشی در بخش ابتدائی از آزمایش غیر دارسی بوده که معمولا در انتهای آزمایش به حالت دارسی تبدیل می گردد. بر اساس نتایج حاصله آستانه تبدیل جریان غیر دارسی به دارسی وابسته به تغییرات فشار آب منفذی نسبت به تنش کل وارد بر نمونه بوده و می توان آن را از روی تغییرات شیب منحنی نسبت فشار آب منفذی به تنش کل تشخیص داد.