بررسی رفتار حرارتی پوشش بتنی تونل ها در برابر بارهای حرارتی از اهمیت کاربردی ویژه ای برخوردار است. هدف از این پژوهش بررسی رفتار پوشش بتن الیافی تونل های با مقطع مستطیلی، نیم دایره و نعل اسبی تحت اثر بار حرارتی در یک تاریخچه زمانی مشخص می باشد. در این راستا شبیه سازی های عددی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس انجام گرفته است. نمودارهای تنش-زمان و تغییر شکل-زمان در پوشش بتن الیافی تحت اثر بارهای حرارتی بررسی شده است. بتن الیافی در این تحقیق که به عنوان پوشش در مقاطع تونلی در نظر گرفته شده از نوع بتن الیاف فولادی با درصد حجمی 5/0 تا 5/1 % است. همچنین مقاطع علاوه بر بارهای متداول طراحی تحت شرایط بارگذاری بار حرارتی قرارگرفته است. مطابق نتایج به دست آمده، مقاومت انواع مقاطع موردبررسی علاوه بر شکل ظاهری به میزان الیاف فولادی در بتن نیز بستگی دارد. بررسی ها نشان می دهد که مقطع با شکل نعل اسبی دارای بهترین عملکرد در برابر بار حرارتی بوده و افزایش الیاف تا 5/1% حجمی بتن نسبت به پوشش های تونلی با درصد حجمی کمتر الیاف منجر به پایداری در مدت زمان بیشتری می شود.

طراحی اعضایی که تحت بار انفجاری قرار می­گیرند بعد از جنگ جهانی دوم مورد توجه دانشمندان قرار گرفت. تحقیقات گسترده­ای در پنجاه سال اخیر بر روی رفتار سازه­ها در برابر بار انفجار و عکس­العمل آن­ها صورت پذیرفته است. با توجه به شدت و بزرگی بارهای انفجاری انجام مناسب­ترین طرح به لحاظ اقتصادی و ایمنی برای یک سازه مهم است. در صورتی که طراحی به درستی و با انتخاب معیار مناسب صورت نگیرد، ممکن است هزینه­های گزافی را برای اجرای یک سازه تحمیل کند. نوع انفجار در این تحقیق، انفجار در هوای آزاد و از نوع محدود نشده سطحی است. انفجار سطحی انفجاری است که در سطح و یا فاصله­ی بسیار نزدیک به زمین اتفاق می­افتد. در این تحقیق به بررسی روش­های مختلف مقاوم سازی پایه پل های بتنی تحت بار انفجار پرداخته خواهد شد. روش­های مقاوم­سازی در نظر گرفته شده شامل تغییر آرایش میلگردهای موجود در سطح مقطع، افزایش میزان میلگرد مقطع، استفاده از میلگردهای FRP و افزایش و یا تغییرشکل هندسی سطح مقطع ستون است؛ و سپس مناسب ترین، اقتصادی ترین و ایمن ترین طرح مقاوم­سازی را برگزیده و یک الگوی مقاوم­سازی مناسب برای سامانه فوق الذکر ارائه می­گردد. مدل­های سازه ای مورد بررسی در این تحقیق در یک سطح انفجاری یکسان (1000 کیلوگرم TNT در فاصله 3 متری از سازه) مورد بررسی قرار می­گیرند. نرم­افزار مورد استفاده در تحلیل مدل­های مورد بررسی نرم­افزار SAP2000 است. نتایج نشان داد که بعضی از روش­های مقاوم­سازی مانند افزایش درصد میلگرد مقطع پاسخ­های سازه­ای را افزایش می­دهد. همچنین از بین روش­های مقاوم­سازی انتخابی در پژوهش، جایگزین کردن میلگردهای FRP به جای میلگردهای معمولی در ستون­های بتنی پایه پل به­عنوان مؤثرترین و بهترین روش تقویت این سازه­ها در برابر بارهای ناشی از انفجار است.

در این تحقیق در ابتدا انواع سنگرها، مقرهای فرماندهی و بیمارستان­های بتنی در زمان دفاع مقدس از دیدگاه فرماندهان و متخصصان دفاع مقدس مورد بررسی قرار گرفته است. جهت بررسی علاوه بر مطالعات کتابخانه­ای، عملکرد این نوع سازه­ها از طریق مصاحبه و توزیع پرسش نامه مابین پیشکسوتان عرصه مهندسی دفاع مقدس بررسی شده و پس از تجمیع نظرات، تحلیل کلی از جنبه نقش این نوع سازه­ها، معایب و مزایای فنی آن­ها ارائه شده و سپس راهکارهایی جهت ارتقا این نوع سازه­ها برای استفاده امروز ارائه شده است. از جمله معایب اساسی آن­ها سنگین بودن قطعات پیش ساخته بتنی و از جمله راهکارهای ارائه شده برای استفاده امروز افزایش مقاومت جهت تحمل بارهای ضربه و انفجاری می­باشد. برای بررسی این موضوع در یک تحلیل عددی اثر افزایش الیاف فولادی بر دال­های بتنی تحت بار ضربه و انفجار در محیط برنامه نویسی متلب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می­دهد استفاده از الیاف فولادی تا میزان 2 درصد شکل پذیری و مقاومت بتن تحت بارهای ضربه را تا حد بسیار زیادی بالا می برد و برای استفاده در مناطق جنگی توصیه می گردد.

استفاده از قیرهای اصلاح شده موجب افزایش تعدد متغیرهای مؤثر بر مقاومت شیارشدگی روسازی شده است. بر همین اساس، بررسی رفتار شیارشدگی روسازی به عنوان یک رویکرد تأثیرپذیر از متغیرهای عملکردی و محیطی می تواند موجب بهبود شرایط اجرایی در زمان طراحی و نگهداری و کاهش هزینه های سنگین آزمایشگاهی شود. در این تحقیق تلاش می شود تا در مرحله اول رفتار شیارشدگی قیرها و مخلوط های آسفالتی حاوی ترکیب هم زمان پودر لاستیک و ساسوبیت با استفاده از آزمایش های خزش و بازگشت در چند سطح تنش (MSCR) و خزش دینامیکی ارزیابی شود. سپس بر اساس کرنش های پلاستیک تجمعی رخ داده در روسازی، مقاومت شیارشدگی مخلوط های آسفالتی با استفاده از مدل های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون چندگانه تخمین زده شود تا در صورت تعیین مدل مناسب با دقت بالا و خطای کم از تولید آسفالت با پتانسیل بالای شیارشدگی در مرحله آزمایشگاهی و پیش از تولید کارخانه ای جلوگیری شود. نتایج بخش آزمایشگاهی حاکی از آن بود که باوجود تأثیر مثبت GTR و WMA بر مقاومت شیارشدگی قیرها و مخلوط های آسفالتی در درصدها بالا، ولی با در نظر گرفتن هم زمان عملکرد فنی روسازی در دماهای بالا و پایین و شرایط اقتصادی قیر حاوی 12% پودر لاستیک و 2% ساسوبیت به عنوان ترکیب بهینه پیشنهاد می شود. همچنین، نتایج بخش مدل سازی نشان داد باوجود عملکرد مناسب مدل های رگرسیون و ANN در تخمین مقاومت شیارشدگی، ولی مدل ANN با ضریب همبستگی برابر 939/0 ازنظر دقت و قدرت بهتر از مدل رگرسیون بود. بنابراین می تواند به عنوان ابزاری قدرتمند و مناسب در کاهش زمان و هزینه و جلوگیری از تولید آسفالت با پتانسیل بالای شیارشدگی در مرحله آزمایشگاهی و پیش از تولید کارخانه ای پیشنهاد شود.

با توجه به نبود امکانات اجرای آزمایش های میدانی جهت ارزیابی عملکرد حفاظ های اجرا شده در کشور و نیاز محسوس در این زمینه، در این پژوهش با استفاده از نرم افزار LS-DYNA گاردریل های W شکل دوموج و سه موج ، حفاظ بتنی (نیوجرسی) و حفاظ کابلی نصب شده در حاشیه راه های کشور با تعریف مواد مناسب و مدلسازی دقیق اجزاء آن شبیه سازی شده اند و عملکرد آنها تحت شرایط آزمون 3-11 در گزارش MASH مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین با ایجاد تغییراتی در حفاظ های اجرا شده در ایران با توجه به موارد مشابه موجود در استاندارد AASHTO به مقایسه بین پارامترهای رفتاری خودرو و حفاظ در برخورد وسیله نقلیه منحرف شده از مسیر با آن ها پرداخته شده است. نتایج نشان داد که با در نظر گرفتن معیارهای موجود در گزارش MASH گاردریل دوموج با پایه ناودانی مورد استفاده در کشور در بازگرداندن وسیله نقلیه به مسیر ناموفق عمل کرده است. در طرف مقابل گاردریل سه موج، حفاظ بتنی و کابلی و همچنین گاردریل G4(1S) اصلاح شده در ممانعت از نفوذ خودرو به محدوده ی پشت حفاظ و عدم حرکت آن بر روی حفاظ عملکرد قابل قبولی داشته اند. با استناد به نتایج بدست آمده از شبیه سازی رایانه ای در این مطالعه، عملکرد ناموفق گاردریل دوموج مورد استفاده در کشور در ارضای معیارهای آزمایش MASH (اصلی ترین معیار ارزیابی عملکرد تجهیزات ایمنی راه) که متداول ترین آزمایش برخورد در سرتاسر دنیا بوده و توجه به این موضوع که عملکرد موفق حفاظ در این آزمایش، معیار لازم برای استفاده از آن در بزرگراه های شهری (راه های با سرعت مجاز 100 تا 110 Km/h) می باشد، لزوم بازنگری و مطالعه بیشتر در این زمینه و مهم تر از همه انجام آزمایش های میدانی برخورد به عنوان اصلی ترین روش ارزیابی عملکرد تجهیزات ایمنی راه بیش از پیش حس می شود.