فصل 1: معرفی نرم‌افزار FOCUS Geo و کاربردهای آن

نرم‌افزار FOCUS Geo یک ابزار پیشرفته برای مدلسازی، تحلیل و پردازش داده‌های ژئوتکنیکی و ژئوفیزیکی است که به‌طور گسترده توسط مهندسان عمران، زمین‌شناسان و متخصصان ژئوتکنیک در پروژه‌های زیرساختی استفاده می‌شود. این نرم‌افزار به‌ویژه در تحلیل داده‌های حاصل از آزمایش‌های صحرایی و آزمایشگاهی، پردازش نتایج لرزه‌ای، مدل‌سازی لایه‌های زمین و ارزیابی پایداری سازه‌های خاکی و سنگی کاربرد دارد. FOCUS Geo با دارا بودن رابط کاربری گرافیکی پیشرفته، امکان وارد کردن داده‌ها از منابع مختلف (فایل‌های CSV, Excel, دیتابیس‌ها) و پردازش آن‌ها با الگوریتم‌های تخصصی را فراهم می‌کند. این نرم‌افزار به خوبی با استانداردهای بین‌المللی مانند ASTM و Eurocode سازگار است و خروجی‌های دقیق و قابل اعتماد برای مقاصد طراحی و کنترل کیفیت ارائه می‌دهد. از جمله قابلیت‌های کلیدی آن می‌توان به تولید نمودارهای پروفیل لایه‌ها، پردازش نتایج CPT و SPT، آنالیز داده‌های لرزه‌ای، و تولید گزارش‌های مهندسی با قابلیت سفارشی‌سازی اشاره کرد. همچنین، FOCUS Geo با امکان یکپارچه‌سازی با نرم‌افزارهایی مانند AutoCAD و GIS به کاربران اجازه می‌دهد نتایج را مستقیم در بسترهای نقشه‌برداری و طراحی استفاده کنند. این فصل به‌طور کلی شما را با ساختار، اهداف و محیط کاری نرم‌افزار آشنا می‌کند و دید جامعی در مورد اهمیت آن در مهندسی ژئوتکنیک ارائه می‌دهد.

فصل 2: نصب و پیکربندی اولیه FOCUS Geo

فرآیند نصب نرم‌افزار FOCUS Geo شامل چند مرحله کلیدی است که باید با دقت انجام شود تا نرم‌افزار در بالاترین کارایی خود عمل کند. در ابتدا لازم است نسخه مناسب سیستم‌عامل (Windows یا macOS) را از وب‌سایت رسمی یا منبع معتبر دریافت کنید. پیش از شروع نصب، اطمینان حاصل کنید که تمامی پیش‌نیازهای سخت‌افزاری (مانند حافظه RAM مناسب، پردازنده چند هسته‌ای و فضای ذخیره‌سازی کافی) و نرم‌افزاری (مانند Microsoft .NET Framework و درایورهای گرافیکی به‌روز) فراهم شده‌اند. پس از اجرای فایل نصب، مراحل راهنما شامل انتخاب مسیر نصب، تعیین زبان رابط کاربری و فعال‌سازی نرم‌افزار با استفاده از کلید لایسنس انجام می‌شود. در بخش پیکربندی اولیه، باید واحدهای اندازه‌گیری را بر اساس سیستم متریک یا امپریال تنظیم کنید، مسیر پیش‌فرض ذخیره‌سازی پروژه‌ها را مشخص کنید و پروفایل کاربری خود را برای بهبود تجربه استفاده تعریف کنید. بسیاری از کاربران حرفه‌ای در این مرحله، قالب‌های پیش‌فرض نمودارها و رنگ‌بندی لایه‌ها را متناسب با استاندارد سازمان خود شخصی‌سازی می‌کنند. این فصل به شما کمک می‌کند که محیط نرم‌افزار را از همان ابتدا به‌صورت بهینه تنظیم کنید تا در مراحل بعدی تحلیل و مدل‌سازی با سرعت و دقت بیشتری پیش بروید.

فصل 3: آشنایی با رابط کاربری و ابزارهای پایه

رابط کاربری نرم‌افزار FOCUS Geo به‌گونه‌ای طراحی شده است که کاربر بتواند به سرعت به ابزارهای مورد نیاز دسترسی پیدا کند. در بالای صفحه، نوار منو شامل بخش‌های File، Edit، View، Tools و Help قرار دارد که هر کدام مجموعه‌ای از دستورات مرتبط را در اختیار قرار می‌دهند. نوار ابزار سریع (Quick Access Toolbar) امکان اجرای فوری عملیات متداول مانند باز کردن پروژه، ذخیره‌سازی و چاپ را فراهم می‌کند. بخش مرکزی رابط کاربری، بوم اصلی (Main Workspace) است که داده‌ها، نمودارها و مدل‌های سه‌بعدی در آن نمایش داده می‌شوند. در سمت چپ معمولاً پَنل لایه‌ها (Layer Panel) قرار دارد که مدیریت داده‌های ورودی و خروجی را ساده می‌کند. نوار وضعیت (Status Bar) در پایین صفحه اطلاعات کلیدی مانند مقیاس، واحدها و وضعیت پردازش را نمایش می‌دهد. یکی از امکانات مهم، قابلیت Dock کردن و تغییر چیدمان پنل‌هاست که اجازه می‌دهد رابط کاربری بر اساس نیاز پروژه شخصی‌سازی شود. این فصل به بررسی دقیق هر بخش رابط کاربری و معرفی ابزارهای پایه مانند ابزار انتخاب، ابزار زوم، ابزار اندازه‌گیری و ابزار ترسیم پرداخته و کاربرد هر یک در سناریوهای واقعی توضیح داده می‌شود.

فصل 4: وارد کردن داده‌های ژئوتکنیکی و زمین‌شناسی

فرآیند وارد کردن داده‌ها در FOCUS Geo بسیار انعطاف‌پذیر است و این نرم‌افزار از انواع فرمت‌های ورودی مانند .csv، .xls، .txt و حتی پایگاه داده‌های SQL پشتیبانی می‌کند. برای وارد کردن داده‌ها، از منوی File گزینه Import Data را انتخاب کرده و سپس نوع داده (مثل داده‌های CPT، SPT، نتایج آزمایش‌های آزمایشگاهی یا داده‌های لرزه‌ای) را مشخص کنید. نرم‌افزار امکان تعیین ساختار فایل ورودی از طریق ویزارد وارد کردن را فراهم می‌کند تا ستون‌ها و مقادیر با متغیرهای داخلی نرم‌افزار تطبیق داده شوند. ابزار Validation در این مرحله بسیار مهم است زیرا اعتبارسنجی داده‌ها پیش از پردازش انجام شده و خطاها یا مقادیر ناقص شناسایی و اصلاح می‌شوند. بسیاری از مهندسان در این مرحله از فیلترها برای انتخاب فقط بخش‌های مورد نیاز داده استفاده می‌کنند. وارد کردن داده‌های زمین‌شناسی نیز به شکل مشابه انجام می‌شود و امکان الحاق مختصات جغرافیایی (GIS Coordinates) برای داده‌ها وجود دارد که کاربرد آن در ترکیب نتایج با نقشه‌های توپوگرافی مشخص می‌شود. این فصل با مثال عملی از وارد کردن یک فایل داده CPT همراه با توضیح نحوه نمایش آن در پروفیل‌های عمقی کامل می‌شود.

فصل 5: پاک‌سازی و آماده‌سازی داده برای تحلیل

داده‌های خام ژئوتکنیکی معمولاً نیازمند پردازش اولیه و پاک‌سازی هستند تا نتایج تحلیل دقیق و قابل اعتماد باشد. FOCUS Geo مجموعه‌ای از ابزارهای پیشرفته برای پاک‌سازی داده ارائه می‌دهد که شامل حذف داده‌های ناقص یا ناسازگار، جایگزینی مقادیر مفقود، حذف نقاط پرت (Outliers) و نرمال‌سازی واحدها است. در این مرحله، کاربر می‌تواند از الگوریتم‌های میانگین‌گیری، میان‌یابی یا هموارسازی (Smoothing) برای بهبود کیفیت داده‌ها استفاده کند. ابزار Filter امکان جداسازی داده‌ها بر اساس پارامترهای خاص مانند عمق، مقاومت نوک، یا فشار منفذی را فراهم می‌آورد. یکی دیگر از قابلیت‌های کلیدی، تبدیل واحدها در مقیاس‌های متفاوت است؛ برای مثال، تبدیل kPa به MPa یا ft به m به‌صورت خودکار با دقت بالا انجام می‌شود. سیستم گزارش‌گیری داخلی نیز گزارشی جامع از تغییرات اعمال‌شده بر داده‌ها تولید می‌کند تا فرآیند مستندسازی کامل شود. این فصل به شما می‌آموزد که چگونه داده‌های خام را به داده‌های استاندارد و بهینه برای تحلیل‌های پیشرفته بعدی تبدیل کنید.

فصل 6: تحلیل داده‌های آزمایش نفوذ استاندارد (SPT) در FOCUS Geo

آزمایش نفوذ استاندارد (SPT) یکی از پرکاربردترین روش‌ها برای ارزیابی مقاومت خاک و تعیین خصوصیات مکانیکی آن در مهندسی ژئوتکنیک است. FOCUS Geo ابزارهای قدرتمندی برای پردازش و تحلیل داده‌های SPT دارد که شامل وارد کردن داده‌های خام حاصل از آزمایش میدانی، اعمال تصحیحات استاندارد و محاسبه پارامترهای کلیدی مانند مقاومت نوک، فشار منفذی و ضرایب تصحیح انرژی است. در این نرم‌افزار می‌توان میانگین N-value را در عمق‌های مختلف محاسبه کرد و خروجی‌ها را در قالب نمودارهای پروفیل عمقی و جداول به‌روز ارائه داد. علاوه بر آن، FOCUS Geo امکان استفاده از روابط تجربی بین N-value و پارامترهای مقاومتی خاک مانند زاویه اصطکاک داخلی و مدول یانگ را فراهم می‌کند. از نکات مهم این فصل، بررسی تاثیر عمق، تراز آب زیرزمینی و نوع لوله حفاری بر نتایج SPT است. همچنین، قابلیت مقایسه نتایج چند محل مختلف به‌صورت همزمان وجود دارد که برای پروژه‌های بزرگ مانند مسیرهای خط لوله یا تونل بسیار ارزشمند است. این فصل با یک مثال عملی شامل داده‌های واقعی SPT و گام‌به‌گام اجرای تحلیل در نرم‌افزار تکمیل می‌شود.

فصل 7: تحلیل داده‌های آزمایش نفوذ مخروط (CPT) در FOCUS Geo

آزمایش نفوذ مخروط (CPT) به دلیل دقت بالا و پیوستگی داده‌ها، در بسیاری از پروژه‌های ژئوتکنیکی جایگاه ویژه‌ای دارد. در FOCUS Geo می‌توان داده‌های CPT را مستقیماً از فایل‌های دیتالاگر وارد کرد و نرم‌افزار به صورت خودکار مقاومت نوک مخروط (qc)، مقاومت جداره (fs) و فشار منفذی (u) را استخراج و پردازش می‌کند. این داده‌ها قابلیت تصحیح بر اساس شرایط اشباع خاک و سرعت نفوذ را دارند. یکی از نقاط قوت FOCUS Geo، تبدیل مقادیر qc به پارامترهای طبقه‌بندی خاک مانند Ic (شاخص نوع خاک) و استفاده از دیاگرام‌های استاندارد طبقه‌بندی (مانند Robertson & Campanella) است. نرم‌افزار همچنین می‌تواند پروفیل مدول یانگ، دانسیته نسبی و ظرفیت باربری مجاز را بر مبنای روابط تجربی و مدل‌های تحلیلی محاسبه کند. در این فصل علاوه بر روش‌های تحلیل، نکات مهمی مثل فیلتر کردن داده‌های نویزی، هموارسازی پروفیل‌ها و مقایسه داده‌های CPT با SPT به‌طور عملی آموزش داده می‌شود.

فصل 8: مدل‌سازی پروفیل لایه‌های زمین

مدل‌سازی دقیق پروفیل لایه‌های زمین گام اساسی در تحلیل‌های ژئوتکنیکی است. FOCUS Geo این امکان را می‌دهد که با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی و صحرایی، یک مدل دقیق و قابل ویرایش از لایه‌بندی خاک و سنگ تهیه کنید. ابزارهای ترسیمی نرم‌افزار به کاربر اجازه می‌دهند با Drag & Drop مرز لایه‌ها را تغییر دهد یا ویژگی‌های هر لایه را به‌روزرسانی کند. همچنین، قابلیت تعریف پارامترهایی مانند مقاومت برشی، نفوذپذیری، دانسیته خشک و رطوبت به تفکیک لایه فراهم است. یکی از قابلیت‌های کلیدی، اتصال مدل به داده‌های مکانی (GIS) و تولید مقاطع طولی و عرضی خودکار است. کاربر می‌تواند مدل سه‌بعدی زمین را از ترکیب داده‌های چند گمانه بسازد و تغییرات توپوگرافی را نیز لحاظ کند. این فصل با ارائه روش‌های ایجاد لایه‌بندی از روی داده‌های CPT و SPT و تلفیق آن‌ها با نتایج آزمایش آزمایشگاهی کامل می‌شود.

فصل 9: پردازش و تحلیل داده‌های آزمایش آزمایشگاهی (دانه‌بندی، برش مستقیم، سه‌محوری)

داده‌های آزمایشگاهی بخش مهمی از فرآیند طراحی ژئوتکنیکی را تشکیل می‌دهند و FOCUS Geo ابزارهای پیشرفته‌ای برای ثبت، پردازش و تحلیل این داده‌ها دارد. آزمایش دانه‌بندی با استفاده از الک یا هیدرومتری، برای تعیین ترکیب خاک استفاده می‌شود و نرم‌افزار می‌تواند منحنی دانه‌بندی را به‌صورت خودکار ترسیم و پارامترهایی مانند D10، D30 و D60 را استخراج کند. در آزمایش برش مستقیم (Direct Shear)، داده‌های نیروی برش و جابجایی وارد نرم‌افزار می‌شوند و FOCUS Geo زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی را از طریق تحلیل داده‌ها محاسبه می‌کند. آزمایش سه‌محوری (Triaxial) نیز با وارد کردن منحنی‌های تنش–کرنش تحلیل می‌شود و پارامترهای مقاومتی و تغییرشکلی خاک استخراج می‌شوند. امکان مقایسه همزمان نتایج چند نمونه، تولید گزارش‌های استاندارد و ترسیم نمودارها در قالب‌های سفارشی باعث می‌شود تحلیل‌های آزمایشگاهی در این نرم‌افزار سریع و دقیق انجام شوند. این فصل شامل مثال‌هایی از ترکیب داده‌های دانه‌بندی و آزمایش برش مستقیم برای تعیین پارامترهای طراحی است.

فصل 10: ترکیب داده‌های میدانی و آزمایشگاهی برای تحلیل یکپارچه

در بسیاری از پروژه‌ها، داده‌های میدانی و آزمایشگاهی باید باهم ترکیب شوند تا تصویر دقیق‌تری از شرایط زیرسطحی به‌دست آید. FOCUS Geo قابلیت ادغام هوشمند داده‌های SPT، CPT، و آزمایش‌های آزمایشگاهی را دارد به‌طوری که پارامترهای حاصل از هر منبع به‌صورت یکپارچه در پروفیل نهایی نمایش داده شوند. برای مثال، می‌توان مدول یانگ حاصل از CPT را با پارامترهای مقاومت برشی از آزمایش برش مستقیم ترکیب کرد تا مدل رفتاری دقیق‌تری ایجاد شود. نرم‌افزار همچنین می‌تواند اختلاف‌ها و ناسازگاری‌های بین داده‌های مختلف را شناسایی و پیشنهاد اصلاح بدهد. در این فصل، مراحل انجام یک تحلیل یکپارچه از ورود داده‌ها، هماهنگ‌سازی واحدها، تطبیق عمق‌ها، تا تهیه خروجی نهایی پوشش داده می‌شود. نتیجه این فرآیند، مدلی است که هم از نظر فنی قوی و هم برای مصارف طراحی، نظارت و ارزیابی پایداری قابل اعتماد است.

فصل 11: تحلیل پایداری شیروانی‌ها

پایداری شیروانی‌ها یکی از مهم‌ترین مسائل در مهندسی ژئوتکنیک است و نرم‌افزار FOCUS Geo ابزارهای دقیق و قدرتمندی برای تحلیل این موضوع دارد. این ابزارها امکان مدل‌سازی شیروانی‌های خاکی و سنگی با اشکال و ارتفاع‌های مختلف را فراهم می‌کنند. کاربران می‌توانند داده‌های مکانیکی لایه‌ها، شرایط آب زیرزمینی و بارگذاری‌های سطحی را وارد سیستم کرده و سپس با انتخاب روش‌های تحلیلی مانند روش دایره‌ای بیشاپ، اسلوب پایدار یا روش قطعات محدود، ضرایب اطمینان (Factor of Safety) را محاسبه کنند. نرم‌افزار قابلیت انجام تحلیل حساسیت دارد تا اثر تغییر پارامترهایی مانند زاویه اصطکاک یا چسبندگی بر پایداری بررسی شود. همچنین می‌توان تأثیر عوامل خارجی مانند بار زلزله یا بار لغزنده را نیز مدل‌سازی کرد. خروجی‌ها شامل نمودار خطوط لغزش محتمل، پروفیل‌های تغییرشکل و گزارش‌های جامع به فرمت PDF یا DOC است. در این فصل مثال‌هایی از تحلیل شیروانی در شرایط خشک، نیمه‌اشباع و اشباع به‌صورت عملی آورده شده است.

فصل 12: تحلیل تراوش (Seepage) در خاک

تراوش آب در خاک می‌تواند تأثیر جدی بر پایداری سازه‌های خاکی و عملکرد پروژه‌های عمرانی داشته باشد. FOCUS Geo با استفاده از الگوریتم‌های عددی پیشرفته، امکان مدل‌سازی جریان آب در محیط خاکی را فراهم می‌کند. کاربر می‌تواند داده‌های هدایت هیدرولیکی، شرایط مرزی و منابع یا مصارف آب را وارد کند و نرم‌افزار به‌طور خودکار شبکه گره‌ها و المان‌ها را تشکیل می‌دهد. نتایج شامل خطوط جریان، توزیع فشار منفذی و نرخ تراوش در بخش‌های مختلف سازه است. این قابلیت برای طراحی سدهای خاکی، دیوارهای حائل، و سیستم‌های زهکشی بسیار حیاتی است. نرم‌افزار همچنین امکان ترکیب تحلیل تراوش با تحلیل پایداری را دارد تا اثر فشار منفذی واقعی بر ضرایب اطمینان بررسی شود. در این فصل، روش‌های تعریف شرایط مرزی ثابت و متغیر، تحلیل حالت پایدار و گذرا، و تفسیر خروجی‌های گرافیکی به‌صورت کامل آموزش داده می‌شود.

فصل 13: مدل‌سازی زمین‌لرزه و اثرات دینامیکی

بررسی اثرات زمین‌لرزه بر رفتار خاک و سازه‌های خاکی نیازمند تحلیل دینامیکی است. FOCUS Geo ابزارهایی برای اعمال بارهای لرزه‌ای و مدل‌سازی پاسخ دینامیکی خاک در شرایط مختلف ارائه می‌دهد. کاربران می‌توانند رکوردهای شتاب‌نگاری را به نرم‌افزار وارد کنند و آن‌ها را بر اساس مقیاس شتاب و زمان تغییر دهند. نرم‌افزار با استفاده از مدل‌های رفتاری غیر خطی، تغییرشکل‌های گذرا، میرایی و تشدید امواج را شبیه‌سازی می‌کند. کاربرد این ویژگی در ارزیابی پایداری شیروانی‌ها، خاکریزها و دیوارهای حائل در هنگام زلزله است. قابلیت تحلیل تاریخچه زمانی (Time History) و طیف پاسخ (Response Spectrum) نیز وجود دارد تا مهندس بتواند نتایج را با الزامات آیین‌نامه‌ای مانند آیین‌نامه 2800 ایران یا Eurocode مقایسه کند. این فصل شامل یک پروژه نمونه برای تحلیل دینامیکی سد خاکی تحت اثر زلزله با رکورد واقعی است.

فصل 14: طراحی دیوارهای حائل با داده‌های ژئوتکنیکی

دیوارهای حائل برای نگهداری خاک در اختلاف ارتفاع‌ها به‌کار می‌روند و طراحی دقیق آن‌ها نیازمند اطلاعات ژئوتکنیکی دقیق است. FOCUS Geo با استفاده از پارامترهای خاک، شرایط بارگذاری و هندسه دیوار، نیروهای جانبی، فشار فعال و غیرفعال، و واکنش خاک را محاسبه می‌کند. این نرم‌افزار روش‌های مختلف مانند رانکین، کولمب یا روش عددی را برای تحلیل فشار جانبی ارائه می‌دهد. علاوه بر این، قابلیت ارزیابی پایداری کلی، لغزش، واژگونی و ظرفیت باربری پی دیوار فراهم است. مهندسان می‌توانند اثر زهکشی پشت دیوار، وجود سربار، و بارهای زلزله را نیز در طراحی لحاظ کنند. FOCUS Geo امکان تولید نقشه‌های اجرایی با جزئیات کامل و گزارش محاسبات را دارد تا مستقیماً در مستندات پروژه استفاده شود. این فصل ضمن معرفی اصول طراحی دیوارهای حائل، نمونه‌ای از طراحی یک دیوار بتن مسلح را با داده‌های واقعی نشان می‌دهد.

فصل 15: تحلیل پی‌های سطحی و عمیق

طراحی پی‌های سطحی مانند پی‌های منفرد و نواری یا پی‌های عمیق مانند شمع و شمعک نیازمند تحلیل دقیق ظرفیت باربری و نشست است. FOCUS Geo از داده‌های آزمایشگاهی و میدانی برای محاسبه ظرفیت باربری نهایی و مجاز استفاده می‌کند. کاربران می‌توانند نوع پی، ابعاد، شکل هندسی و موقعیت آن نسبت به تراز آب زیرزمینی را تعریف کنند و نرم‌افزار با استفاده از تئوری‌های ترزاقی، مایرهوف یا روش عددی، نتایج را ارائه می‌کند. برای پی‌های عمیق، نرم‌افزار اثر مقاومت جداره و نوک شمع را بر اساس داده‌های CPT یا SPT محاسبه می‌کند. همچنین، امکان مدل‌سازی نشست آنی و تحکیمی برای تحلیل عملکرد در طول عمر سازه وجود دارد. این فصل شامل مثال کامل تحلیل ظرفیت باربری یک پی نواری روی خاک رسی با داده‌های واقعی و مقایسه با نتایج آزمایش بارگذاری میدانی است.

فصل 16: تحلیل و طراحی شمع‌ها

شمع‌ها به‌عنوان یکی از مؤثرترین نوع پی‌های عمیق در پروژه‌های عمرانی به‌کار می‌روند و FOCUS Geo ابزارهای جامعی برای تحلیل و طراحی آن‌ها ارائه می‌دهد. این نرم‌افزار می‌تواند دو نوع اصلی شمع شامل شمع اصطکاکی و شمع نوک‌باز (End Bearing Pile) را مدل‌سازی کند و تأثیر عوامل مختلف مانند مقاومت جداره، مقاومت نوک و اثر تراز آب زیرزمینی را بر ظرفیت نهایی بررسی نماید. کاربران می‌توانند داده‌های SPT یا CPT را وارد کنند تا نرم‌افزار به‌صورت خودکار پارامترهای طراحی را محاسبه کند. یکی از قابلیت‌های ارزشمند FOCUS Geo، تحلیل گروه شمع (Pile Group) و بررسی اثر گروهی بر کاهش ظرفیت تک‌تک شمع‌هاست. این فصل علاوه بر آموزش مرحله‌به‌مرحله تعریف مشخصات شمع، به بررسی مثال‌هایی با شمع‌های بتن درجا و کوبشی می‌پردازد و نحوه تولید گزارش محاسباتی معتبر برای ارائه به ناظر پروژه را نشان می‌دهد.

فصل 17: طراحی سیستم‌های زهکشی زیرزمینی

سیستم‌های زهکشی نقش مهمی در کنترل سطح آب زیرزمینی و جلوگیری از مشکلات پایداری خاک دارند. FOCUS Geo امکان مدل‌سازی انواع سیستم زهکشی شامل زهکش افقی، زهکش عمقی و چاهک‌های پمپاژ را فراهم می‌کند. کاربران می‌توانند ویژگی‌های هیدرولیکی خاک، نرخ ورودی آب و شرایط مرزی را تعریف کنند و نرم‌افزار به‌صورت خودکار مسیر جریان و تغییر فشار آب منفذی را در طول زمان شبیه‌سازی می‌کند. یکی از مزیت‌های نرم‌افزار، نمایش گرافیکی عملکرد سیستم زهکشی و پیش‌بینی تأثیر آن بر سطح ایستابی است. همچنین می‌توان اثر خرابی یا گرفتگی سیستم را پیش‌بینی و اقدام اصلاحی را طراحی کرد. در این فصل، طراحی یک سیستم زهکشی برای یک گودبرداری عمیق به‌صورت کامل آموزش داده می‌شود.

فصل 18: ارزیابی پایداری سدهای خاکی

سدهای خاکی به دلیل مقیاس بزرگ و حساسیت عملکرد، نیازمند تحلیل‌های ژئوتکنیکی دقیق هستند. FOCUS Geo ابزارهایی برای ارزیابی پایداری استاتیکی و دینامیکی سدهای خاکی فراهم کرده است. این ابزارها شامل تحلیل تراوش، تحلیل شیروانی، اثرات بارگذاری زلزله و بارهای هیدرواستاتیک است. کاربران می‌توانند لایه‌بندی زمین، خصوصیات مصالح، شرایط اشباع و سیستم‌های زهکشی را به مدل اضافه کنند و نرم‌افزار مسیرهای لغزش محتمل، ضریب اطمینان و فشار منفذی را محاسبه کند. تحلیل تحکیم و تغییرشکل بلندمدت نیز بخشی از امکانات این نرم‌افزار است. این فصل همراه با یک مطالعه موردی از سد خاکی و نتایج واقعی اجرا شده تکمیل می‌شود.

فصل 19: تحلیل گودبرداری و پایدارسازی دیواره‌ها

گودبرداری‌های عمیق، مخصوصاً در مناطق شهری، چالش‌های زیادی از منظر ژئوتکنیکی دارند. FOCUS Geo امکان مدل‌سازی انواع سیستم‌های پایدارسازی شامل نیلینگ، انکراژ، دیافراگم، شمع‌کوبی و مهاربندی متقابل را دارد. کاربر می‌تواند مدل گود، شرایط بارگذاری، فشار آب زیرزمینی و خصوصیات خاک را تعریف کند و نرم‌افزار پایداری دیواره‌ها و تغییرشکل‌ها را ارزیابی ‌کند. قابلیت تحلیل مرحله‌ای (Staged Construction) کمک می‌کند تا روند اجرا و تغییرات تنش در هر مرحله بررسی شود. خروجی‌های نرم‌افزار شامل نمودارهای تغییر مکان، نیروی کششی یا فشاری عناصر نگهبان و ضریب ایمنی کلی است. در این فصل، مثالی عملی از یک گودبرداری در مرکز شهر با سیستم نیلینگ آموزش داده می‌شود.

فصل 20: طراحی سیستم‌های تحکیم خاک (Soil Improvement)

در بسیاری از پروژه‌ها نیاز به بهبود خواص مکانیکی خاک به‌منظور افزایش ظرفیت باربری یا کاهش نشست وجود دارد. FOCUS Geo ابزارهایی برای طراحی و ارزیابی روش‌های مختلف بهسازی خاک مانند تراکم دینامیکی، تزریق دوغاب، ستون سنگی و شمع ماسه‌ای فراهم کرده است. کاربران می‌توانند مدل سه‌بعدی بهسازی را با مشخصات اولیه خاک و پارامترهای بعد از بهسازی تعریف کنند. نرم‌افزار با استفاده از روابط تحلیلی و مدل‌های پیشرفته عددی، تأثیر روش بهسازی را بر کاهش نشست و افزایش ضریب اطمینان محاسبه می‌کند. امکان تحلیل اقتصادی نیز وجود دارد تا بهترین روش با توجه به هزینه و عملکرد انتخاب شود. این فصل به طراحی کامل یک پروژه تزریق دوغاب برای بهبود خاک رسی نرم پرداخته و نتایج بهبود را با حالت اولیه مقایسه می‌کند.

فصل 21: طراحی و تحلیل تونل‌ها در شرایط ژئوتکنیکی مختلف

تونل‌ها به دلیل حفاری در زیر سطح زمین و عبور از لایه‌های مختلف خاک و سنگ، نیازمند تحلیل‌های دقیق ژئوتکنیکی هستند. FOCUS Geo قابلیت مدل‌سازی انواع تونل‌ها شامل دایره‌ای، بیضوی و مقاطع ترکیبی را دارد. کاربر می‌تواند داده‌های ژئوتکنیکی، فشار آب زیرزمینی و شرایط اجرایی را تعریف کند و نرم‌افزار به‌صورت خودکار تنش‌های اطراف تونل، جابجایی‌ها و پایداری مقطع را محاسبه می‌کند. امکان ارزیابی اثرات گودبرداری مرحله‌ای، انتخاب روش‌های حفاری مختلف مانند NATM یا TBM و طراحی المان‌های نگهدارنده از مزیت‌های این ماژول است. در این فصل، شبیه‌سازی یک تونل شهری در لایه‌های رسی و ماسه‌ای با اثرات ناشی از سطح آب زیرزمینی بررسی می‌شود.

فصل 22: مدل‌سازی رفتار غیرخطی خاک و سنگ

بسیاری از تحلیل‌های ژئوتکنیکی نیازمند در نظر گرفتن رفتار غیرخطی مصالح هستند. FOCUS Geo مدل‌های رفتاری متنوعی مانند موهر-کولمب، هاردنینگ پلاستیک، و مدل‌های پیشرفته مثل Cam-Clay اصلاح‌شده را پشتیبانی می‌کند. این قابلیت به مهندسان اجازه می‌دهد تا تغییر شکل‌های بزرگ، اثرات سخت‌شوندگی و نرم‌شوندگی، و رفتار وابسته به کرنش را با دقت بیشتری مدل‌سازی کنند. کاربران می‌توانند پارامترهای رفتاری را از داده‌های آزمایشگاهی وارد کنند و نرم‌افزار پاسخ بار–تغییرشکل را پیش‌بینی می‌کند. در این فصل، یک پروژه نمونه شامل تحلیل غیرخطی دیوار حائل تحت بارهای لرزه‌ای و استاتیکی آموزش داده می‌شود.

فصل 23: تحلیل اندرکنش سازه–خاک (Soil–Structure Interaction)

اندرکنش بین خاک و سازه یکی از موضوعات کلیدی در طراحی ایمن است. FOCUS Geo امکان مدل‌سازی دقیق این پدیده برای انواع سازه‌ها مانند ساختمان‌ها، پل‌ها، مخازن و دیوارهای حائل را فراهم می‌کند. نرم‌افزار با استفاده از المان‌های تماسی، جابجایی نسبی بین خاک و سازه را شبیه‌سازی کرده و اثر شرایط مرزی و نوع اتصال را ارزیابی می‌کند. قابلیت ترکیب تحلیل اندرکنش با شرایط دینامیکی (زلزله) یا شرایط موقت ساخت نیز وجود دارد. در این فصل، یک مثال واقعی از تحلیل اندرکنش پی یک ساختمان بلندمرتبه روی خاک ماسه‌ای متراکم و مقایسه با شرایط ایده‌آل بیان می‌شود.

فصل 24: آنالیز ریسک ژئوتکنیکی

ارزیابی ریسک در پروژه‌های ژئوتکنیکی به تصمیم‌گیری بهتر و کاهش خطرات کمک می‌کند. FOCUS Geo ابزارهایی برای شناسایی عوامل خطر، تخمین احتمال وقوع خرابی، و تحلیل پیامدهای آن ارائه می‌دهد. کاربران می‌توانند سناریوهای مختلف را تعریف کنند و نرم‌افزار نتایج عددی و گرافیکی مرتبط با سطوح اطمینان، هزینه‌های بالقوه و برنامه‌های کاهش ریسک را ارائه دهد. روش‌های احتمالاتی مانند تحلیل مونت‌کارلو یا توزیع‌های آماری پیشرفته برای ارزیابی عدم قطعیت‌ها پشتیبانی می‌شوند. یک مطالعه موردی مربوط به پروژه احداث یک سد خاکی در شرایط زمین‌لغزشی در این فصل بررسی می‌شود.

فصل 25: یکپارچه‌سازی داده‌های GIS با FOCUS Geo

داده‌های سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) در بسیاری از پروژه‌های عمرانی ارزش بالایی دارند و FOCUS Geo امکان اتصال و تبادل داده با محیط‌های GIS را دارد. کاربران می‌توانند داده‌های مکانی، نقشه‌های توپوگرافی، مرزهای پروژه و داده‌های زمین‌شناسی را وارد کرده و به‌طور مستقیم در تحلیل‌های ژئوتکنیکی استفاده کنند. نرم‌افزار قابلیت ترسیم نتایج تحلیل روی نقشه‌های GIS را دارد و این امر باعث تسهیل تصمیم‌گیری در پروژه‌های بزرگ می‌شود. همچنین، خروجی تحلیل‌ها را می‌توان دوباره به فرمت‌های GIS برگرداند تا در سیستم‌های دیگر مورد استفاده قرار گیرد. در این فصل، مثال اتصال داده‌های گمانه‌زنی به نقشه توپوگرافی پروژه راه‌سازی با استفاده از GIS بررسی می‌شود.

فصل 26: پایش و کنترل تغییرشکل‌ها حین ساخت

پایش تغییرشکل‌ها در حین اجرای پروژه‌های ژئوتکنیکی، نقش مهمی در کنترل کیفیت و جلوگیری از حوادث ایفا می‌کند. FOCUS Geo ابزارهایی برای وارد کردن داده‌های پایش میدانی از دستگاه‌هایی مانند اینکلی‌نومتر، اکستنسومتر، پریسومتر و سنسورهای فشار آب منفذی دارد. نرم‌افزار می‌تواند داده‌های واقعی را با نتایج پیش‌بینی شده مقایسه کرده و اختلاف‌ها را تحلیل کند. این مقایسه به مهندسان امکان می‌دهد تغییرات ناخواسته را به سرعت شناسایی و اصلاحات لازم را انجام دهند. در این فصل، روش پیاده‌سازی یک سیستم پایش کامل برای گودبرداری عمیق با استفاده از مدل تحلیلی و داده‌های واقعی آموزش داده می‌شود.

فصل 27: مدل‌سازی شرایط خاص ژئوتکنیکی

برخی پروژه‌ها در شرایط زمین‌شناسی ویژه مانند خاک‌های منبسط‌شونده، یخ‌زده، یا دارای لایه‌های سولفاته اجرا می‌شوند که تحلیل آن‌ها نیازمند مدل‌سازی خاص است. FOCUS Geo ماژول‌هایی برای شبیه‌سازی این شرایط دارد که امکان وارد کردن پارامترهای ویژه و مدل‌های رفتاری خاص را فراهم می‌کند. کاربران می‌توانند تغییرات مکانی و زمانی خواص مکانیکی خاک در اثر عوامل محیطی را بررسی کنند. در این فصل، مثال مدل‌سازی پی یک سازه در خاک‌های منبسط‌شونده با در نظر گرفتن نوسانات رطوبت بررسی می‌شود.

فصل 28: خودکارسازی فرآیند تحلیل

در پروژه‌های بزرگ، تکرار تحلیل‌ها زمان‌بر است. FOCUS Geo با استفاده از اسکریپت‌نویسی و ماکروها، امکان خودکارسازی فرآیندها را فراهم می‌کند. این قابلیت به کاربران اجازه می‌دهد کارهای تکراری مانند وارد کردن داده‌ها، اجرای تحلیل‌های مشابه یا تولید گزارش‌ها را در قالب یک اسکریپت ساده انجام دهند. زبان اسکریپت داخلی نرم‌افزار به‌گونه‌ای طراحی شده که مهندسان بدون نیاز به دانش برنامه‌نویسی پیچیده، بتوانند آن را یاد بگیرند. در این فصل، ایجاد یک اسکریپت برای اجرای خودکار تحلیل پایداری شیروانی در چند سناریوی مختلف آموزش داده می‌شود.

فصل 29: گزارش‌گیری پیشرفته و ارائه نتایج

کیفیت خروجی و گزارش‌ها در پروژه‌های عمرانی بر تصمیم‌گیری مدیران و ناظران تأثیر مستقیم دارد. FOCUS Geo یک سیستم گزارش‌گیری قدرتمند دارد که امکان سفارشی‌سازی ساختار، قالب‌بندی و محتوای گزارش‌ها را فراهم می‌کند. کاربران می‌توانند نتایج عددی، جداول، نمودارها و تصاویر تحلیلی را به‌طور مرتب در یک فایل PDF یا Word ترکیب کنند. همچنین امکان استفاده از الگوهای شرکتی و درج لوگو و اطلاعات پروژه وجود دارد. در این فصل، تولید یک گزارش حرفه‌ای برای تحلیل پایداری سد خاکی به‌صورت کامل آموزش داده می‌شود.

فصل 30: مدیریت و مستندسازی پروژه

مستندسازی دقیق اطلاعات پروژه و مدیریت نسخه‌ها برای پروژه‌های بزرگ ضروری است. FOCUS Geo قابلیت مدیریت پایگاه داده پروژه، ذخیره نسخه‌های مختلف مدل‌ها، و ثبت تغییرات توسط کاربران مختلف را دارد. این ویژگی اجازه می‌دهد تا تیم‌های مهندسی در پروژه‌های مشترک، همزمان روی مدل‌ها کار کنند و نسخه‌های کاری را بدون از بین رفتن داده‌های قبلی ذخیره نمایند. علاوه بر این، امکان بارگذاری مستندات فنی، نقشه‌ها و مشخصات آزمایشگاهی به مدل پروژه وجود دارد. این فصل روش‌های استفاده از سیستم مدیریت پروژه نرم‌افزار و یک مثال واقعی از پیاده‌سازی در پروژه راه‌آهن را بررسی می‌کند.