بتن فوق توانمند (UHPC) بتنی با مشخصات مکانیکی و دوام فوق العاده مناسب می باشد. علیرغم هزینه بالای تولید این بتن ها، به دلیل کاهش مصرف آرماتور، کاهش ضخامت و وزن قطعات بتنی، افزایش عمر مفید سازه ای و کاهش هزینه های نگهداری، قابل رقابت با بتن های اجرایی می باشند در این تحقیق با بکارگیری نسبتهای مختلف زیولیت طبیعی (25% و 50% و 75% و 100%) به جای میکروسیلیس هدف بر کاهش جمع شدگی خودزای بتن فوق توانمند می باشد. نتایج آزمایش ها نشان دادند با جایگزینی درصدهای مختلف میکروسیلیس با زیولیت طبیعی، رطوبت نسبی داخلی در محدوده بالاتری قرار می گیرد و میزان جمع شدگی خودزا کاهش می یابد. نتایج آزمایش وزن سنجی گرمایی و آنالیز ریزساختار نشان دادند زیولیت طبیعی فعالیت پوزولانی مناسبی دارد. با توجه به نتایج آزمایش مقاومت فشاری مشاهده گردید با جایگزینی درصدهای مختلف میکروسیلیس با زیولیت طبیعی مقاومت فشاری کاهش پیدا می کند. با جایگزینی 50% میکروسیلیس با زیولیت طبیعی نتایج آزمایش مقاومت فشاری اختلاف اندکی با نمونه های شاهد داشتند. همچنین به منظور کاهش هزینه ساخت بتن فوق توانمند ماسه شیشه ای جایگزین ماسه کوارتزی گردید. با جایگزینی ماسه کوارتزی با ماسه شیشه ای مقاومت فشاری کاهش یافت ولی نسبت هزینه به مقاومت نمونه ها کاهش داشته است. در تمامی طرح ها که از زیولیت طبیعی و ماسه شیشه ای استفاده شد، هزینه ساخت نسبت به هزینه ساخت نمونه شاهد پایین تر بود.

زهکشی و بهبود پارامترهای مقاومتی خاک در اکثر پروژه های معدنی و ژئوتکنیکی اجتناب ناپذیر است. از این رو، الکتروکینتیک ژئوسینتتیک به عنوان یک فناوری بنیادین، قادر به افزایش پایداری و تثبیت خاک های ریزدانه است و از ترکیب عملکرد الکتروکینتیک و جریان الکترواسمز، به همراه کاربرد ژئوسینتتیک ها به دست می آید. در این پژوهش، برای ارتقا و بهبود فرآیند الکتروکینتیک ژئوسینتتیک، الکترودی بر پایه ی ژئوتکستایل و به روش پلیمریزاسیون شیمیایی ساخته شد. بدین منظور، الیاف نارسانای ورقه ژئوتکستایل با بهره گیری از پوشش دهی با پلیمر رسانای پیرول (با استفاده از دو نوع اکسیدان) و پلیمر رسانای آنیلین، به همراه افزودن چهار نوع نانو ذره ی متفاوت، به الیاف رسانا تبدیل گردید. برای ارزیابیکارایی الکترود ژئوسینتتیک، در مقایسه با الکترود مسی، مدلی فیزیکی طراحی و از رس کائولینیت اشباع پُر شد و تحت تاثیر فرآیند الکترواسمز زهکشی گردید. نتایج به دست آمده نشان می دهد که پوشش دهی با پلیمر پیرول، تنها به صورت تشکیل لایه در اطراف الیاف ژئوتکستایل بود و انسدادی در تخلخل الیاف ایجاد نکرد. بنابراین، غشای مذکور پس از پوشش دهی، قابلیت همزمان به کارگیری به عنوان فیلتر و الکترود را داراست و پس از اتمام فرآیند الکتروکینتیک و بدون خارج سازی از محیط، می تواند به عنوان فیلتر در محیط خاکی باقی بماند. نتایج این بررسی همچنین نشان داد که در شرایط فرآیند الکترواسمز، الکترود ژئوسینتتیک با حداقل مقاومت اندازه گیری شده 670 اهم در حداکثر فشار 083/0 (کیلوگرم. نیرو بر سانتی مترمربع)، قادر به زهکشی 43 میلی لیتر آب است که در مقایسه با الکترود مسی و شرایط مشابه، تنها 14 درصد کاهش داشته است.

تاثیر دما در خواص نفوذپذیری خاک های رسی متراکم یکی از پارامترهای اساسی در طراحی لایه های عایق مهندسی است که در معرض شیرابه ها هستند. در این تحقیق اثر دما بر ضریب نفوذپذیری رس متراکم منطقه نازلوی ارومیه و عایق های رسی ژیوسینتتیک (Geosynthetic) و همچنین تاثیر میزان تنش موثر و دانسیته بر نرخ تغییر ضریب نفوذپذیری نمونه های رسی بررسی شده است. دستگاه تعیین ضریب نفوذپذیری سه محوری با دیواره انعطاف پذیر برای اندازه گیری ضریب نفوذپذیری نمونه ها تحت تاثیر دما مورداستفاده قرار گرفته است. با افزایش دما ویسکوزیته (Viscosity) محلول کاهش یافته و اثرات دمایی ساختار خاک را تغییر می دهد و تولید حفرات بزرگ تر بین ذرات رس می کند و باعث ایجاد تغییر در سطح مقطع موثر جریان شده و آب جذب شده تبدیل به آب آزاد می شود و در نتیجه باعث افزایش ضریب نفوذپذیری خاک رسی می شود. با افزایش دما از 23 به 50 درجه سانتی گراد ضریب نفوذپذیری خاک رسی تقریبا 3/2 برابر می شود. افزایش تنش موثر از kPa30 به kPa65 باعث می شود ضریب نفوذپذیری نمونه های رسی، تقریبا به اندازه 4/0 نمونه هایی شود که تحت تنش موثر kPa30 قرار داشتند. با کاهش دانسیته خاک رسی از 9/1 گرم بر سانتی متر مکعب به 5/1 گرم بر سانتی متر مکعب بسته به میزان دمای آزمایش، ضریب نفوذپذیری 2 تا 3 برابر می شود. برخلاف خاک های رسی، در عایق های رسی ژیوسینتتیک افزایش دما تاثیر اندکی (در حدود 20%) در ضریب نفوذپذیری این لایه ها داشته و زمانی که این لایه ها در معرض افزایش دما قرار گیرند به عملکرد خوب خود به عنوان یک مانع هیدرولیکی ادامه می دهند.

روش الکتروکینتیک، به عنوان یکی از روش های فیزیکی و شیمیایی پالایش خاک های آلوده و از جمله روش های پرکاربرد در تصفیه محیط های خاکی و لجن به شمار می رود. در این پژوهش، برای بهبود تصفیه به روش الکتروکینتیک، غشایی با استفاده از الیاف ژئوتکستایل و به روش پلیمریزاسیون شیمیایی توسط پلیمر رسانای پیرول و نانو ذره اکسید مس ساخته شد و در تماس مستقیم با ورقه های مسی در داخل میدان الکتریکی قرار گرفت. برای ارزیابی کارایی غشای ساخته شده، مدلی فیزیکی طراحی و ساخته شد و با کائولینیت آلوده شده به فلز مس (با غلظت 200 میلی گرم در کیلوگرم خاک خشک) پر گردید. جهت واجذبی فلزات سنگین، از پتاسیم کلرید 01/0 مولار به عنوان محلول های آنولیت و کاتولیت استفاده شد. محلول هیدروکلریک اسید 1/0 مولار با نرخ 6/0 میلی لیتر در هر ساعت به مخزن حاوی کاتولیت تزریق شد. نتایج نشان داد، جاگذاری غشای ساخته شده در میدان الکتریکی، سبب تسریع خروج فلز مس تحت تاثیر فرآیند الکترواسمز شد. علی رغم کاهش جریان خروجی از مدل (در آزمایش با غشای ساخته شده)، غلظت مس باقیمانده در جریان خروجی، 6 برابر غلظت مس باقیمانده در آزمایش کنترل بود. افزایش راندمان حذف فلز مس از 5/29 درصد در آزمایش کنترل (در مجاور الکترود کاتد) به 38 درصد در آزمایش با جاگذاری غشای ساخته شده (در مجاور الکترود کاتد)، حاکی از کارایی غشای طراحی شده در تصفیه الکتروکینتیک است. مقدار انباشت فلز مس در مقطع مجاور الکترود آند در آزمایش با غشای ساخته شده به میزان 29 درصد نسبت به آزمایش کنترل کاهش یافت.

یکی از کاربردهای مهم ژیوسینتتیکها در شیروانی های خاکی از قبیل محل دفن زباله و حوضچه های آب و فاضلاب استفاده آنها به عنوان پوشش و عایق می باشد. ارزیابی صحیح اندرکنش سطح مشترک ژیوسینتتیکها در سطوح شیروانی های خاکی از قبیل محل دفن زباله یک مسیله مهم جهت جلوگیری از وقوع لغزش و ناپایداری شیروانی ها می باشد. آزمایش سطح شیبدار یک روش مناسب جهت ارزیابی اندرکنش سطح مشترک ژیوسینتتیکهایی که در حالت مایل و شیبدار روی هم قرار گرفته و تحت تنش قایم کم هستند می باشد. استاندارد اروپایی EN ISO 12957-2روشی تحت عنوان "جابجایی استاندارد" برای تخمین زاویه اصطکاک سطح مشترک ژیوسینتتیکها ارایه کرده است. در این مقاله دستگاه آزمایش سطح شیبدار که برای اولین بار در ایران بطور کامل طراحی و ساخته شده همراه با تشریح مشخصات فنی دستگاه و آماده سازی نمونه معرفی میگردد. این دستگاه توانایی انجام آزمایش جهت بررسی اندرکنش سطح مشترک خاک-خاک، خاک-ژیوسینتتیک و ژیوسینتتیک-ژیوسینتتیک تحت تنش قایم کم را دارا می باشد. آزمایشهایی بر روی انواع ژیوممبرین و ژیوتکستایل جهت بررسی اندرکنش سطح مشترک آنها انجام می شود. با تغییر نوع ژیوسینتتیکها مشاهده گردید که زاویه اصطکاک سطح مشترک آنها ثابت نمی باشد و بستگی به نوع ژیوممبرین و بافته یا نبافته بودن ژیوتکستایل، زاویه اصطکاک سطح مشترک آنها نیز تغییر می یابد. حالتی که ژیوممبرین از نوع پلی اتیلن سخت می باشد زاویه اصطکاک سطح مشترک ژیوممبرین-ژیوتکستایل کمترین مقدار و در حالتی که پلی وینیل کلراید استفاده شود بیشترین مقدار را دارا می باشد.

امروزه استفاده از مواد نوین جهت بهبود ظرفیت باربری خاک کاربرد فراوانی دارد. نوعی از مصالح جدید مورد استفاده در این زمینه ژئوسینتتیک ها هستند.در بسیاری از مواقع راهکارهای رایج در مهندسی ژئوتکنیک برای بهبود ظرفیت و خواص خاک کارایی نداشته همچنین نیاز به استفاده از مصالحی با دسترسی آسانتر، هزینه ی کمتر و عملکرد بهتر می باشد.هدف از این تحقیق بررسی اثر انواع ژئوسنتتیک ها همچنین کاربرد و نحوه ی استفاده ی بهینه از این مواد نوین در مهندسی ژئوتکنیک در پروژه های مختلف از قبیل فونداسیون ها، استخرها، خاکریزها، کوله ی پل ها و راهها می باشد. در این تحقیق سعی شده تا با مرور مطالعات گذشته بر روی ژئوسنتتیک ها اعم از مطالعات عددی، آزمایشگاهی و عددی به جمع بندی کلی درباره ی فواید و کاربردهای این مواد در مهندسی عمران و جاده بپردازد.. نتایج تحقیقات نشان می دهد که ژئوسنتتیک ها در افزایش ظرفیت باربری و بهبود خواص مقاومتی خاک کاربرد فراوانی داشته و همچنین از لحظ اقتصادی توجیه بیشتری نسبت به روش های دیگر بهسازی خاک دارد.