مکانیک سنگ رشته‌ای از علوم مهندسی است که در آن چگونگی رفتار سنگ در برابر عوامل بیرونی و درونی و تغییرات آنها مورد بحث قرار می‌گیرد. مکانیک سنگ را میتوان به طور ساده، علم مطالعه اثر نیروها به روی سنگها، دانست.
مهمترین هدف مکانیک سنگ گردآوری آن دسته از اطلاعات است که توسط آنها بتوان سازه‌های مهندسی را در داخل یا به روی سنگها به نحو پایداری طراحی و بنا نمود.
مکانیک سنگ (Rock Mechanic) از دو واژه Rock به معنی سنگ و Mechanics به معنی مکانیک گرفته شده‌است.
مباحث مربوط به مکانیک سنگ در رشته‌های مهندسی معدن، ژئوفیزیک، زمین‌شناسی ساختاری و مهندسی عمران مورد استفاده قرار می‌گیرد:
مکانیک سنگ به عنوان رشته مجزا در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی معدن در برخی از دانشگاههای ایران گنجانده شده‌است.
دانشجویان این رشته در گروه استخراج دانشکده مهندسی معدن، متالورژی و نفت دانشگاه صنعتی امیرکبیر، گروه معدن دانشگاه تربیت مدرس و گروه معدن دانشکده فنی دانشگاه تهران مشغول به تحصیل هستند.
همچنین مبحث مکانیک سنگ به عنوان یکی از واحدهای درسی در دوره کارشناسی مهندسی معدن، تدریس میشود.
این رشته در ایران دارای انجمنی به نام انجمن مکانیک سنگ ایران میباشد.
انجمن مکانیک سنگ ایران ( IRSRM )، یکی از انجمن‌های علمی در شاخه فنی-مهندسی و وابسته به شورای انجمن‌های علمی ایران است که در سال 1373 تاسیس شد.
این انجمن از 5 نفر عضو هیئت مدیره، 2 نفر عضو علی البدل و 2 نفر بازرس تشکیل شده‌است.
اهداف انجمن مکانیک سنگ، شامل گسترش و پیشبرد و ارتقا علم مکانیک سنگ، توسعه کمی و کیفی نیروهای متخصص، بهبود بخشیدن به امور آموزشی و پژوهشی در زمینه‌های مربوط به علم مکانیک سنگ می‌گردد.
این انجمن تاکنون همایش‌هایی را در زمینه مکانیک سنگ برگزار نموده‌است که از جمله میتوان به میزبانی پنجمین همایش بین‌المللی مکانیک سنگ (ISRM 2008) در آذرماه 1387 و با حضور 34 کشور در تهران اشاره نمود.
دفتر این انجمن در تهران، دانشگاه تربیت مدرس واقع است.
تعریف :
مکانیک خاک شاخه‌ای از مهندسی است که به توضیح رفتار خاک می‌پردازد. علم مکانیک خاک متفاوت از مکانیک سیالات و مکانیک اجسام صلب است به این دلیل که خاک محیطی است ناهمگون و متشکل از سیالات (معمولا هوا و آب) و ذرات گوناگون (معمولا رس، ماسه یا شن) یا گاهی مواد آلی، مایعات، گازها و .... مکانیک خاک، مانند مکانیک سنگ، پایه? علمی لازم برای تحلیل و طراحی در مهندسی خاک و پی، یکی از زیرشاخه‌های مهندسی عمران، را فراهم می‌کند. مکانیک خاک برای تحلیل تغییر شکل‌ها، یا حرکت سیالات در سازه‌های طبیعی یا ساختگی (دست‌ساز بشر) که از خاک ساخته شده‌اند یا زیربنای خاکی دارند و یا سازه‌هایی که در زیرخاک مدفون شده‌اند بکار می‌رود. مانند پی ساختمان‌ها و پلها، دیوارهای حائل، سدها و سامانه? خطوط لوله? مدفون در زمین. اصول مکانیک خاک در دیگر رشته‌های مهندسی مانند مهندسی زمین‌شناسی، خاک، سازه‌های دریایی، کشاورزی، هیدرولوژی و رشته فیزیک خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اولین دلیل تشکیل خاک، هوازدگی سنگ است. تمام انواع سنگها(سنگهای دگرگون، آذرین و رسوبی) به قسمت‌های کوچکتر برای تشکیل خاک تقسیم می‌شوند. هوازدگی بر سه نوع است: هوازدگی فیزیکی، هوازدگی شیمیایی و هوازدگی زیستی. فعالیتهای بشری مانند حفاری، انفجار (مثلا انفجار سنگها برای ساخت تونل) و ازبین بردن مواد پسماند، نیز ممکن است باعث تولید خاک شود. با گذشت بازه‌های زمین‌شناسی خاک‌های دفن‌شده در اعماق زمین ممکن است در اثر دما و فشار بسیار بالا، به سنگهای دگرگون یا رسوبی تغییر پیدا کنند و اگر ذوب شوند و دوباره سخت شوند، آنگاه یک چرخه کامل زمینی را طی کرده‌اند و به سنگ آذرین تبدیل شده‌اند.
هوازدگی فیزیکی شامل مراحلی مانند: تاثیرات دما بر روی سنگ، یخ‌زدگی و ذوب شدن مجدد آب در ترک‌های سنگ، اثرات باران و باد میشود.
هوازدگی شیمیایی شامل تجزیه? ماده? تشکیل‌دهنده? سنگ و تبدیل آن به کانی (ماده? معدنی) دیگر میباشد. مثلا معادن رس می‌توانند از هوازدگی فلدسپار که متداول‌ترین کانی در سنگهای آذرین است تشکیل شده باشد.
متداول ترین کانی تشکیل‌دهنده? لای و ماسه، کوارتز است که آن را سیلیس نیز می‌نامند و نام شیمیایی آن سیلیس یا اکسید سیلیسیم است. دلیل اینکه فلدسپار بیشتر در سنگها یافت میشود و سیلیسیم در خاک‌ها، این است که فلدسپار حل‌شدنی‌تر از سیلیس است.
لای، ماسه و شن، در اصل تکه‌های کوچک سنگهای خردشده‌اند.
براساس اتحادیه? دسته‌بندی انواع خاک، اندازه? ذرات لای بین 0?002 تا 0?075 میلی‌متر و بزرگی ذرات ماسه بین 0?075 تا 4?75 میلی‌متر میباشد.
دانه‌های شن که تکه‌های خردشده سنگ‌اند اندازه‌ای بین 4?75 تا 100 میلی‌متر دارند.
دانه‌های بزرگتر از شن را خرده‌سنگ و تخته‌سنگ می‌نامند.
برای توضیح روابط میان هوا، آب و دانه‌های جامد خاک روابط زیادی وجود دارد.
یادآوری میشود که چگالی نسبی برابر است با نسبت چگالی یک ماده به چگالی آب خالص ρw = 1g / cm3.
چگالی نسبی عبارت است از: 
تذکر: وزن مخصوص یا وزن واحد حجم که با نماد γ نمایش داده می‌شوذ، از ضرب چگالی ρ در شتاب جاذبه زمین g بدست می‌آید.
چگالی، چگالی توده و چگالی مرطوب ρ، نام‌های مختلف چگالی مجموعه (مخلوط) فازهای مختلف خاک شامل دانه‌های جامد، آب و هوا با هم است، جرم کل شامل جرم دانه‌های جامد و آب تقسیم بر حجم کل شامل حجم دانه‌های جامد، آب و هوا (جرم هوا صفر در نظر گرفته شد.)
چگالی خشک، ρd، برابر است با جرم بخش جامد خاک بر مجموع حجم بخش جامد و هوا.
چگالی شناور، ρ"، از کم کردن چگالی آب از چگالی مخلوط خاک بدست می‌آید.
ρw، چگالی آب است.
درصد رطوبت، w، برابر است با نسبت جرم آب به جرم بخش جامد. به راحتی با وزن کردن نمونه خاک قبل و بعد از قرار دادن آن در کوره، دو وزن خشک و مرطوب خاک بدست می‌آید. روند این کار به خوبی در ASTM توضیح داده شده‌است.
نسبت خلاء، e، برابر است با حجم فضای خالی خاک به حجم دانه‌های جامد آن.
پوکی، n، برابر است با نسبت حجم فضای خالی خاک به حجم کل.
درجه? اشباع، S برابر است با نسبت حجم آب به فضای خالی خاک.
با توجه به تعریف‌های بالا، برخی روابط پرکاربرد که از طریق عملگرهای جبری بدست می‌آیند عبارتند از:
لای و رس، که اغلب با عنوان خاک ریزدانه از آنها یاد میشود، بر اساس حدود اتربرگشان دسته‌بندی می‌شوند؛ حدود اتربرگ عبارتند از حد روانی (با نماد LL یا wl)، حد خمیری (با نماد PL یا wp) و حد جمع‌شدگی (با نماد SL) که حد روانی از سایرین پرکاربردتر است. حد جمع‌شدگی برابر است با میزان آبی که خاک می‌تواند ازدست دهد ولی دچار جمع‌شدگی یا کاهش حجم نشده باشد. (کاهش حجمی که در حالت خشکی دچارش میشود.)
قانون دارسی بیان می‌دارد که حجم جریان آب حفره‌ای از میان متوسط حفره‌های خاک در یکای زمان، متناسب است با نرخ تغییر فشاز آب (مایع) اضافی با فاصله. ضریب ثابت این تناسب، لزجت مایع و نفوذپذیری ذاتی خاک را نیز دربر می‌گیرد. در حالت ساده شده? یک لوله? افقی پرشده از خاک، خواهیم داشت:
خروجی کل Q (حجم در یکای زمان برای نمونه: ft³/s یا m³/s) متناسب است با نفوذپذیری، K، مساحت مقطع عرضی، A و نرخ تغییر فشار آب حفره‌ای با فاصله، 
، و نسبت عکس با لزجت دینامیک مایع، μ. حضور علامت منفی به این دلیل است جریان مایع از فشار بیشتر به سمت فشار کمتر است؛ بنابراین اگر تغییر فشار کوچکتر از صفر یا منفی باشد (در جهت x)، جریان بزرگتر از صفر یا مثبت خواهد بود (در جهت x). معادله? بالا برای یک لوله افقی به خوبی جواب می‌دهد اما اگر لوله، مایل باشد، نقطه? b بلندی متفاوت از بلندی نقطه? a خواهد داشت و معادله، دیگر درست کار نخواهد کرد. تاثیر اختلاف بلندی دو طرف لوله در جایی که اختلاف فشار آب حفره‌ای زیادی،ue، محاسبه میشود، درنظر گرفته میشود که عبارت است از:
در رابطه? بالا z، عمق بدست آمده نسبت به یک بلندی دلخواه مبدا است. با جایگزینی u با ue، رابطه? کلی‌تری را برای جریان، بدست خواهیم آورد:
اگر دو طرف معادله را بر A تقسیم کنیم و عبارت تغییر فشار آب حفره‌ای اضافی را به صورت یک عبارت مشتق‌پذیر نسبت به فاصله (x) بنویسیم، سرعت ظاهری در جهت x خواهد بود:
که vx یکای سرعت را دارد و سرعت دارسی یا سرعت خروجی نام دارد. سرعت تراوش vsx = (سرعت متوسط مولکول‌های مایع از میان حفره‌های خاک) متناسب است با سرعت دارسی و پوکی خاک، n
مهندسین عمران معمولا روی مسائلی کار می‌کنند که سیال در آنها، آب است و مسئله روی زمین اتفاق می‌افتد (شتاب جاذبه زمین)، بنابراین آنها شکل ساده شده قانون دارسی را استفاده می‌کنند که عبارت است از:
که k نفوذپذیری نام دارد و به شکل 
تعریف میشود. i شیب هیدرولیکی نام دارد و برابر است با نرخ تغییر ارتفاع کل به فاصله. ارتفاع کل، h در یک نقطه، برابر است با درازای طولی که آب از لوله? پیزومتری در آن نقطه، بالا می‌رود. این ارتفاع نسبت به یک بلندی مبدا دلخواه اندازه‌گیری میشود. ارتفاع کل مربوط میشود به اضافه فشار آب:
مقدار ثابت برابر صفر خواهد بود اگر که سطح مبدا در همان نقطه‌ای در نظر گرفته شود که نقطه? ما در آن قرار دارد.
مفهوم فشار جانبی خاک، برای برآورد میزان فشار جانبی وارده (عمود بر فشار جاذبه زمین) از سوی خاک بر سازه‌است. این تنش معمولا بر دیوارهای حائل وارد میشود. ضریب فشار جانبی خاک K برابر است با نسبت فشار جانبی (افقی) به فشار عمودی، برای خاک‌های چسبنده (K=σh/σv). سه نوع ضریب فشار جانبی وجود دارد: فشار در حالت ساکن، فشار محرک و فشار مقاوم. فشار در حالت سکون زمانی است که هنوز هیج آشفتگی در خاک ایجاد نشده‌است. فشار محرک زمانی اتفاق می‌افتد که دیوار در اثر فشار جانبی وارده از خاک دور میشود و در اثر کاهش تنش جانبی می‌تواند باعث گسیختگی برشی شود. فشار حالت مقاوم زمانی است که دیوار به خاک فشار وارد می‌کند و به سمت آن هول داده میشود و اگر میزان این تنش وارده خیلی زیاد شود ممکن است باعث گسیختگی در توده? خاک شود. امروزه روشهای تجربی و تحلیلی زیادی برای محاسبه? فشار جانبی وجود دارد.
هیدرولوژی (Hydrologoy) یا ئیدرولوژی یا آب‌شناسی از دو کلمه Hydro به معنی آب و Logos به معنی شناسایی تشکیل شده است و به معنای وسیع کلمه، علم آب است. یعنی علمی که در مورد پیدایش، خصوصیات و نحوه? توزیع آب در طبیعت بحث می‌کند.
تعریفی از هیدرولوژی که به صورت عام رواج داشته باشد و مورد تائید انجمن دولتی علوم و فن آوری آمریکا نیز قرار گرفته‌است و برگزیده شده‌است، بدین صورت است که: هیدرولوژی علم مطالعه? آب بر روی کره زمین است و در مورد پیدایش، چرخش و توزیع آب در طبیعت، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب، واکنش‌های آب در محیط و ارتباط آن با موجودات زنده بحث می‌کند.
تا جایی که تاریخ نشان می‌دهد اولین تجارب آب شناسی مربوط به سومریها و مصریها در منطقه خاورمیانه است بطوری که قدمت سد سازی روی رودخانه نیل به 4000 سال قبل از میلاد مسیح می‌رسد در همین زمان فعالیتهای مشابهی در چین نیز وجود داشته است. از بدو تاریخ تا حدود 1400 سال بعد ازمیلاد مسیح فلاسفه و دانشمندان مختلفی از جمله هومر طالس، افلاطون، ارسطو و پلنی در مورد سیکل هیدرولوژی اندیشه‌های گوناگونی ارائه کرده‌اند و کم کم مفاهیم فلسفی هیدرولوژی جای خود را به مشاهدات علمی دادند.
شاید بتوان گفت هیدرولوژی جدید از قرن 17 با اندازه گیریهای مختلف آغاز شد در این دوره پرالت ترانست مقدار بارندگی تبخیر و صعود موئینه‌ای را در حوضه آبریز رودخانه سن اندازه گیری کند ماریوت با اندازه گیری سرعت و سطح مقطع جریان دبی رودخانه سن را در پاریس اندازه گیری کرد.
در قرن 18 مطالعات تجربی در زمینه‌های هیدرولوژی شکوفایی خاصی را پیدا کرد. بر اساس این مطالعات بود که بسیاری از اصول هیدرولیکی پایه گذاری گردید. از آن جمله میتوان وسایلی مانند پیزو ستروبرنولی، لوله پیتو، لوله بوردا، و نظریه‌هایی مانند نظریه دانیل برنولی، فرمول شزی و قوانین دالامبرت را نام برد. از آن زمان به بعد هیدرولوژی از جنبه کیفی به کمی سوق داده شده و اندازه گیری بسیاری از پدیده‌های هیدرولوژی امکان پذیر گردید.
قرن 19 را میتوان دوره طلایی هیدرولوژی دانست در این زمان زمین شناسی نیز به عنوان یک علم تکمیل کننده در آبهای زیرزمینی وارد گردید. قانون دارسی و فرمولهای دو پوئی- تیم (Dmpmit-Thiem) نمونه‌ای از پیشرفت‌های آبهای زیرزمینی همراه با هیدرولوژی میباشد. در زمینه هیدرولوژی آبهای سطحی نیز بخصوص به هیدرومتری توجه فراوانی مبذول گردید. فرمولهای فرانسیس در مورد سرریزها، گانگیه (Gangmillet) کوته (kmtter) و مانینگ (Manning) درباره جریان آب در کانالهای روباز از جمله این مواردند.
فعالیتهای دالتون در زمینه تبخیر نیز بسیار حائز نیز بسیار حائز اهمیت بود. گرچه قسمت اعظم هیدرولوژی جدید در قرن 19 پایه گذاری شد. ولی تا امروز هنوز هیدرولوژی علمی از تکامل زیادی برخوردار نبود.
در اواخر قرن 19 و بخصوص در 30 سال اول قرن 20 صدها فرمول تجربی پیشنهاد گردید که می‌بایست ضرایب و پارامترهای آنها بر اساس قضاوت و تجربه بدست می‌آمده و برای حل این مشکل در بسیاری از کشورها موسسات و انیستیتو‌های تحقیقی در زمینه هیدرولوژی تاسیس گردید. در این دوره دانشمندان زیادی ظهور کردند از جمله میتوان در سال 1932 شرمن (Sherman) نظریه روش هیدروگراف واحد برای تخمین رواناب پیشنهاد کرد.
نظریه تیس (Thies) در حل مسائل مربوط به هیدرولوژی چاهها و روش پیشنهادی گامبل (Gammble) در سال 1941 برای تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها و روشهای انیشتین (Einstein) را در مطالعات رسوب رودخانه‌ها نام برد. و از سال 1650 به بعد روشهای نظری در هیدرولوژی بسیار معمولی گردید بطوری که اکثر فرمولها و روشهای تجربی در قالب ریاضی در رد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
امروزه این علم در طراحی و طرز عمل سازه‌های هیدرولیکی نظیر سدهای ذخیره‌ای و انحرافی، کانالهای آبیاری و زهکشی و پل، مهندسی رودخانه و کنترل سیلاب، آبخیزداری، جاده سازی، طراحی تفرجگاه مسائل بهداشتی و فاضلاب شهری و صنعتی و زمینه‌های زیست محیطی بطور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.
هر سال به سطح خشکیهای کره زمین حدود 110000 کیلومتر مکعب آب بصورت نزولات جوی فرو می‌ریزد در عوض 70000 کیلومتر مکعب آن بصورت تبخیر خارج میشود. تفاوت این دو رقم 40000 کیلومتر مکعب است که منابع تجدید شونده آب را تشکیل می‌دهند. مقدار سرانه آب تجدید شونده در سطح دنیا رقمی حدود 7400 متر مکعب در سال برای هر نفر است. اما این مقدار بطور یکنواخت تقسیم نشده است. متخصصان هیدرولوژی رقم 1000 متر مکعب در سال برای هر نفر را مرز کم آبی یک کشور تعیین کرده‌اند. این رقم در مصر 30 در قطر 40 در لیبی 160 در عربستان 140 متر مکعب در سال برای هر نفر برآورد شده است. همگی جز کشورهای کم آب محسوب می‌شوند. در ایران این سرانه 1500 متر مکعب در سال تخمین زده شده است. با این حساب نمی‌توان ایران را یک کشور کم آب تلقی کرد. یکی از راههای سازگاری با خشکی استفاده بهینه از منابع آب است. باید سعی کرد که تا حد امکان از ریزشهای جوی، جریان آبهای سطحی و منابع زیرزمینی به نحو مطلوب استفاده شود و این کار عملی نخواهد بود مگر با شناخت پدیده‌های هیدرولیکی.
تعریف : زمین‌شناسی علمی است که ترکیب، ساختار و تاریخ پیدایش زمین (یا سیاره‌های دیگر) را بررسی می‌کند. این علم درباره? مواد سازنده? زمین، نیروهای مؤثر بر مواد مزبور، برآیندهای آن نیروها، پراکندگی سنگهای پوسته? سیاره، سرگذشت آن و همچنین گیاهان و جانورانی که در دوره‌های گوناگون زمین‌شناسی وجود داشته‌اند گفتگو می‌کند.
زمین‌شناسی مهندسی (Engineering Geology)
کاربرد مفاهیم و داده‌های زمین‌شناسی در کارهای مهندسی به ویژه در مهندسی عمران، مهندسی معدن و مهندسی نفت میباشد. همانگونه که به وسیله مجمع مهندسین زمین شناس در 1969 تبیین گردیده‌است : " این علم کاربرد داده ها، فن آوری و مبانی زمین‌شناسی در مطالعه رخنمون‌های طبیعی، مصالح سنگی و خاکی یا آب زیر زمینی با هدف اطمینان از شناخت دقیق، تفسیر، استفاده و ارایه فاکتورهای زمین‌شناسی که ساختگاه، برنامه ریزی، طراحی، ساخت، اجرا و نگهداری سازه‌های مهندسی را تحت تأثیر قرار می‌دهند، میباشد.
در بسیاری از پروژه‌های مهندسی که به ساختار زمین در آن محل مربوط میشود مثلا برای ساخت سازه‌های عظیم (سدها، پلهای با دهانه زیاد، نیروگاهها، سازه‌های صنعتی)، معادن، حفاری چاه‌های عمیق (نفت، گاز و ژئوترمال) نیاز به درک و درنظر گرفتن ساختارهای زمین‌شناسی با آگاهی از جنبه‌های مهندسی موضوع میباشد.
برای دستیابی به اهداف فوق، مهندس زمین شناس از علم زمین شناسی, هیدرولوژی, مکانیک خاک، مکانیک سنگ، ژئو مکانیک و کاوش‌های زیر سطحی(شامل گمانه زنی و آزمایشهای ژئوتکنیک و ژئوفیزیک) بهره می‌برد. در نهایت داده‌ها، نتایج کیفی و کمی و ارزیابی حاصل از این مطالعات برای استفاده به مهندسین ارایه می‌گردد.
دامنه فعالیتهای زمین‌شناسی سه موضوع کلی را در بر می‌گیرد: 1- ژئوتکنیک 2- ژئو مکانیک 3- ژئودینامیک
در موضوع ژئومکانیک مطالعه رفتار مکانیکی خاک‌ها و سنگها در مقابل نیروهای وارد به آنها، مورد توجه قرار می‌گیرد. این موضوع خود شامل دو شاخه مکانیک خاک و مکانیک سنگ میشود. مطالعه فعالیتهای فعال زمین‌شناسی که تاثیر مستقیمی در شرایط محیطی دارند و نحوه برخورد با آن هاموضوع اصلی بحث ژئودینامیک میباشد. فعالیتهای فعال زمین‌شناسی به طور کلی شامل زمین لرزه‌ها، آتشفشان‌ها، ناپایداری دامنه‌ها، فرسایش، هوازدگی و ... میباشد. در بحث ژئوتکنیک رفتار مکانیکی سنگها و خاک‌ها در محل اجرای طرح‌های مهندسی و نحوه بهسازی شرایط زمین در محل اجرای طرح‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد. زمین‌شناسی مهندسی یا ژئوتکنیک علم رفتارشناسی سد، تونل، پی ساختمان، سازه‌های مهندسی و صنعتی میباشد. که ازآن جمله میتوان به بررسی رخدادهای حرکتی وپیش بینی وقوع آنها نیز اشاره نمود.در مجموع علم مهندسی بر منابع قرًضه، به کار گیری آن در سازه مورد نظر و رفتار سنجی و پیش بینی وقوع آن نیز مشتمل میشود.
کاریز یا قنات یا کهریز به راهی که در زیر زمین کنده شود تا آب از آن جریان یابد می‌گویند. کاریز کانالی است که از دیرباز برای مدیریت آب در زمین می‌ساخته‌اند. رشته چاهی است که از «مادر چاه» سرچشمه می‌گیرد و ممکن است هزارها متر به طول بیانجامد که سرانجام آب این کاریزها برای شرب و کشت و کار به سطح زمین می‌رسند ودر جای معینی به روی زمین می‌آیند.
طولانی‌ترین کاریز جهان و عمیق‌ترین مادر چاه در شهرستان گناباد قرار دارد که تاریخ کندن آن به دوره? هخامنشی و یا قبل از آن می‌رسد. ایرانیان باستان در چندین هزار سال قبل دست به این ابتکار جدید زده و آن را کاریز یا کهریز نام نهادند. با این اختراع که در نوع خود در جهان تا کنون بی‌نظیر بوده‌است، میتوان مقدار قابل توجهی از آبهای زیرزمینی را جمع‌آوری کرد و به سطح زمین رساند، که همانند چشمه‌های طبیعی، آب آن در تمام طول سال بدون هیچ کمکی از درون زمین به سطح آن(زمین) جاری گردد. کاریز که توسط مقنیان ایرانی اختراع شده، هزاران سال قدمت دارد. قدمت بسیاری از کاریزهای ایران، از پنج-شش هزار سال متجاوز است و عمری برابر با تاریخ کهن ایران دارد. با وجود این که چندبن هزار سال از اختراع آن می‌گذرد، با این وجود هنوز هم این روش استفاده از آب، در قسمت مهمی از روستاها و مناطق مسکونی و کشاورزی و دامداری کشور معمول و متداول است و حتی یکی از ارکان اصلی کشت و زرع در نواحی خشک است. این اختراع که امروزه شهرت جهانی پیدا کرده، بعدها از ایران به بسیاری از کشورهای جهان انتقال یافته و مورد استفاده? مردم در دیگر نقاط دنیا قرار گرفته‌است.
کاریز، از یک دهانه یا هرنج که روباز است و یک مجرای تونل مانند زیرزمینی تشکیل شده و چندین چاه عمودی که مجرا یا تونل زیر زمینی را در فواصل مشخص با سطح زمین مرتبط می‌سازد، دارد. چاهها- که به آنها در موقع حفر، میله هم گفته میشود- علاوه بر مجاری انتقال مواد حفاری شده به خارج، عمل تهویه کانال زیرزمینی را نیز انجام می‌دهند و راه ارتباطی برای لای‌روبی، تعمیر و بازدید از داخل کاریز نیز به شمار می‌روند. به محل خروج آب قنات مظهر نیز می‌گویند.
آغاز کاریز همان دهانه کاریز است که «مظهر کاریز» نیز نامیده میشود. مظهر کاریز جایی است که آب از دل کاریز بیرون می‌آید و ظاهر میشود و می‌تواند برای آبیاری و دیگر مصارف مورد استفاده قرار بگیرد. قسمت انتهایی کاریز، «پیشکار کاریز» نامیده میشود که در آخرین قسمت آن، چاه مادر کاریز قرار گرفته‌است. قسمت‌هایی از کاریز که با حفر آنها هنوز آب بیرون نمی‌آید «خشکه کار» و قسمتی که آبدار است (قسمت انتهایی) قسمت «آبده کاریز» نامیده می‌شوند.
کندن کاریز معمولاً از مظهر آن که همان سطح زمین خشک است، شروع و به مناطق آبده چاه مادر، ختم میشود. بنابراین، اول دهانه کاریز یا هرنج که خشک است و بعداز آن اولین چاهها یا میله‌ها -که این‌ها هم خشک است و آب ندارند و به اصطلاح قسمت خشک کار کاریز نامیده می‌شوند- حفر می‌شوند. بعد کار به طرف قسمت بالادست که همان قسمت‌های آبده و بیشتر آبده زمین می‌باشند، ادامه پیدا می‌کند.
طول یک رشته کاریز - که در میزان آبدهی آن نیز موثر است - نسبت به شرایط طبیعی متفاوت است. این شرایط بستگی به شیب زمین و عمق چاه مادر دارد. از طرف دیگر هر چه سطح آب زیرزمینی پایین‌تر باشد، عمق چاه مادر بیشتر میشود. طویل‌ترین کاریزی که تا کنون در ایران حفر شده، در حوالی گناباد از توابع خراسان است که 70 کیلومتر طول آن است و عمیق‌ترین چاه مادر کاریزهای ایران به روایتی 400 متر و به روایت دیگر 350 متر عمق دارد و آن مربوط به کاریز «قصبه» گناباد است. مهمترین عاملی که طول کاریز را مشخص می‌کند، شیب زمین میباشد. هرچه شیب زمین کمتر باشد طول کاریز بیشتر و هرچه شیب بیشتر باشد طول کاریز کمتر خواهد بود.
تنها قنات دو طبقه جهان قنات دوطبقه مون اردستان در محله مون یکی از محلات شهرستان اردستان در استان اصفهان واقع است. این قنات در این محله شامل دو طبقه‌است که که در هر طبقه آن آبی مسقل جریان دارد جالب این جاست که آب هیچ یک به دیگری نفوذ نمی‌کند این قنات 800 سال پیش احداث شده‌است.
سیستم استخراج در کاریز طوری است که آب بدون کمک و صرف هزینه فقط با استفاده از نیروی ثقل از زمین خارج می‌گردد. با توجه به چاهها و کاریزهای موجود، آب کاریز در مقابل آبی که از چاه استخراج میشود، ارزانتر تمام میشود. آب کاریز دائمی است و در مواقع اضطراری کشت و زراعت و در مواقع حساس(نیاز به آب)، قطع نمی‌شود. منابع آب زیر زمینی توسط کاریز دیر تمام می‌شوند و استفاده طولانی دارند، هر چند به طور دائم آب‌ها - چه مصرف شوند و چه نشوند - خارج می‌گردند. کاریز دارای مزایای بسیار زیادی است که در اینجا فقط به تعداد محدودی از آنها اشاره شده‌است.
در زمینهای هموار و نواحی‌ای که زمین شیب کافی ندارد و نیز زمینهای خیلی سست و ماسه‌ای امکان حفر کاریز نیست. آب کاریز، به طور دائم جریان دارد و قابل کنترل نیست. به همین خاطر کاریز مدام باعث تخلیه آب زیرزمینی میشود. در فصولی که به آب احتیاج نیست و یا احتیاج به آب خیلی کم است، امکان جلوگیری از جریان و یا کنترل کاریز وجود ندارد.
کاریز به خاطر این که در سفره‌های آب زیرزمینی کم عمق استفاده میشود و این منابع هم غنی نیستند و دارای نوسان زیادی هستند، نسبت به تغییرات سطح آب زیر زمینی خیلی حساسیت دارد. در فصول گرم که گیاه به آب بیشتری نیاز دارد و همین طور در فصول و سالهای خشک، آب کاریز کم میشود. کاریز نسبت به چاه در مقابل سیل و زلزله و امثال این‌ها آسیب پذیرتر است و خرابی در کاریزها بعضی مواقع طوری است که احیا مجدد آنها یا ممکن نمی‌باشد و یا از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.
آبراه کاریز ( فلح برکه موز)
گذرراه آب کاریز
از روی این پل آب کاریز می‌گذرد
نخلستان‌هایی از آب کاریز آبیاری می‌شوند
آثار کاریزی در برکه موز
جوی کاریز وادی سمائل
جوی کاریز (فلج الداوودى) سلطنت عمان
جوی کاریز (مخا)
آبهای زیرزمینی به آب‌هایی گفته میشود که در لایه‌های آبدار و اشباع زیر زمین تجمع پیدا کرده‌است. این آب‌ها فقط حدود 4 درصد از مجموعه آب‌هایی را که فعالانه در چرخه آب‌شناختی دخالت دارند، تشکیل می‌دهد. با این وجود حدود 50 درصد جمعیت دنیا از نظر آب شرب متکی به همین آبهای زیرزمینی هستند.
بخشی از آبهای سطحی در اثر تیروی جاذبه وارد محیط مخلخل خاک شده و به سمت پایین حرکت می‌کند. لایه‌های مختلف زمین از مواد و ترکیبات مختلف خاک شکل گرفته و در زمان‌های مختلف بوجود آمده‌اند. مجموعه عواملی نظیر جنس و اندازه دانه‌ها، میزان تخلخل، میزان تراکم، میزان ترک‌خوردگی، .......... باعث میشود بخش‌های مختلف فضای زیرزمین ظرفیت‌های متفاوتی برای جذب، ذخیره و انتقال آب داشته باشد. لایه‌هایی از زمین که به صورت نسبی ظرفیت بالاتری برای جذب، ذخیره و انتقال آب دارند آب‌خوان نامیده می‌شوند. به دلیل نفوذپذیری بیشتر این لایه‌ها، بخش اعظم آب نفوذ کرده در عمق زمین به صورت طبیعی جذب آنها میشود. بسته به شرایط احاطه کننده آن، یک لایه آبدار می‌تواند مانند یک مخزن زیرزمینی آب را ذخیره و یا مانند یک رودخانه زیرزمینی آب را به لایه‌های مجاور و عمیق‌تر منتقل نماید. ابعاد این مخازن یا رودخانه‌های زیرزمینی می‌تواند از جند ده متر تا چند صد کیلومتر متفاوت باشد. به دلیل وابستگی شدید انسان به منابع زیرزمینی آب، شناسایی، مطالعه و مدیریت لایه‌های آبدار دارای اهمیت بسیار است.
منابع زیرزمینی آب به صورت مستقیم یا غیرمستقیم از آبهای سطحی و بارندگی تغذیه می‌شوند. بنابراین استفاده پایدار از این منابع به معنای برداشت محدود از آن‌هاست. در سالهای اخیر در بسیاری از کشورهای جهان برداشت آب از منابع زیرزمینی از میزان تغذیه سالیانه آنها بیشتر است. این امر به معنای استخراج و استفاده از آبی است که در طول هزاران سال در لایه‌های آبدار زمین ذخیره شده‌است. با این کار سطح آبهای زیرزمینی در منطقه روز به روز افت کرده و سرانجام به جایی خواهد رسید که آبی برای استخراج وجود نخواهد داشت. پایین افتادن سطح آبهای زیرزمینی به معنای خشک شدن مناطق پایین دست (مناطق با ارتفاع کمتر که آب جاری در لایه‌های آبدار تحت اثر گرانش به سمت آنها جریان می‌یابند) و از بین رفتن چاهها، قنات‌ها و چشمه‌های آن است.
در سال 2005 (میلادی) چین، هند و ایران رتبه‌های اول تا سوم برداشت بیش از حد از منابع زیرزمینی آب را داشته‌اند. ایران به طور متوسط سالانه پنج میلیارد مترمکعب آب بیش از ظرفیت لایه‌های آبدار زمین از آنها بهره‌برداری می‌کند. این مقدار آب معادل آب مورد نیاز جهت تولید یک سوم کل غله تولیدی این کشور است. سطح آبهای زیرزمینی در منطقه چناران در شمال‌شرقی ایران، که منطقه کوچک اما بسیار پراهمیتی برای کشاوزی است، در سالهای پایانی دهه نود میلادی به صورت میانگین 2?8 متر در سال افت داشته‌است. چاه‌های حفر شده جهت تامین آب کشاوزی و همچنین تامین آب آشامیدنی شهر مشهد عامل این اتفاق بوده‌اند.
تونل یا دالان، یک راهرو زیرزمینی است. تعریف عمومی از تونل وجود ندارد. اما به هر روی تونلها معمولاً حداقل دوبرابر عرضشان طول دارند. به علاوه آنها باید از شروع هر دهانه در همه طرف بسته باشند. برخی از برنامه‌ریزان شهری هر سازه تونل مانندی بلندتر از 0/16 کیلومتر را تونل می‌نامند و کمتر از این را زیرگذر می‌دانند.
یک تونل ممکن است برای دوچرخه‌سوارها یا رفت‌وآمد وسایل نقلیه موتوری و عمومی یا راه‌آهن و یا برای یک کانال باشد. برخی کانال‌ها برای حمل آب برای مصارف عمومی یا صنعتی است. حتی تونل‌هایی در اروپا برای رفت‌وآمد حیوانات حیات وحش که در جاهای خطرناک هستند درست شده‌است. همچنین برخی تونلهای مخفی برای گذر از برخی مناطق خطرناک حفر شده‌اند. مانند تونل‌هایی که بین غزه و مصر ایجاد شده‌اند. به هر روی شالوده یک شبکه حمل‌ونقل سریع تونلها هستند.
تونلها و فضاهای زیزمینی برای مقاصد گوناگونی ساخته می‌شوند. از جمله: تونلهای حمل و نقل و دسترسی، تونلهای آب بر، مغارها، فضاهای زری زمینی (ایستگاههای مترو، نیروگاهها، انبارهای زیرزمینی و کارگاههای استخراج مواد معدنی).
طراحی هر یک از فضاهای فوق مستلزم دسترسی به داده‌های مناسب و به کارگیری تمهیدات ویژه‌است. در هر مورد طراح باید ضمن آگاهی دقیق از شرایط زمین، ابتدا در جهت بهبود کیفیت مصالحی که قرار است تونل در آن حفر شود، اقدام نماید. در بسیاری از زمینها تونلهای حفر شده نمی‌توانند خودنگهدار باشند و برای پابرجا نگهداشتن آنها باید از حایلهایی استفاده کرد.
به نظر می‌رسد که مهمترین عامل در طراحی تونل، یا هر فضای زیرزمینی دیگر، تامین پایداری آن است. قرارگیری این گونه سازه‌ها در میان مصالح طبیعی، یعنی سنگ و خاک، باعث شده‌است که شرایط زمین‌شناسی نقش اصلی را در پایداری ایفا نمایند.
از میان کلیه فعالیتهای مهندسی عمران، حفر تونل و بطور کلی فضاهای زیرزمینی، بیش از همه نیاز به شناسایی زمین و در نتیجه همکاری زمین شناس خبره دارد. این گونه سازه‌ها باید در زمینی مطمئن و مقاوم ایجاد شوند، ولی شرایط درون زمین بسیار متغیر است و بر خلاف سطح زمین، امکان شناسایی و دسترسی به تمام نقاط آن نیز وجود ندارد.
زمینهای سست و ریزشی، خرد شده و گسل خورده، هوازده و متورم شونده و بالاخره آبدار، بیشترین مشکلات را برای حفر تونل بوجود می‌آورند و این در حالی است که در بسیاری موارد انتخاب زمین مناسب با ما نیست. به عنوان مثال، اغلب تونلهای راه یا راه آهن محلهای گذر اجباری‌اند و نمی‌توان مسیر آنها را برای رسیدن به زمین قابل اطمینان، به مقدار زیاد تغییر داد.
در چنین شرایطی وظیفه کاوشگر عبارتست از: مطالعه مسیر موجود و کسب آن گونه اطلاعاتی است که با استفاده از آنها بتوان طراحی تونل را به انجام رساند، به نحوی که با بکارگیری کمترین پوشش استحکامات داخلی، سازه زیرزمینی پایداری قابل قبولی در برابر عوامل مخرب داشته باشد.
رکن اصلی بررسیهای مربوط به فضاهای زیرزمینی و تونلها را حفاری‌های اکتشافی تشکیل می‌دهد. حفر گمانه یا تونل اکتشافی معمولاً پرخرج است، ولی اطلاعات دست اولی از شرایط حکمفرما در زمین در اختیار جستجوگر قرار می‌دهد.
حفر گمانه‌های اکتشافی، مخصوصا اگر با مقره گیری همراه باشد، بیشترین اطلاعات را در مورد شرایط حکمفرما در زیرزمین بدست می‌دهد. البته چون حفاری همراه با مقره گیری عملی وقت گیر و پرهزینه‌است، جستجوگر باید با دقت زیاد محل حفر گمانه‌ها و عمق آنها را تعیین نماید. در طول پیشرفت حفاری نیز باید مقره‌های حفاری بطور مرتب مورد بررسی قرار گرفته و در اعماق مناسب آزمایشهای ژئوتکنیکی لازم انجام گیرد. مقره‌های حفاری به ترتیب خاص و در جعبه‌های مخصوص برای بررسیهای بیشتر در آینده یا استفاده احتمالی پیمانکار محفوظ نگهداشته میشود.
در زمینهای نرم و عملیات اکتشافی مسیر تونلهای زیرآبی، گمانه‌ها را میتوان بسته به شرایط، به فاصله 150 تا 300 متر از یکدیگر حفر نمود. البته در جاهایی که قرار است سازه‌های زیرزمینی قرار گیرد، شبکه حفاری میتوان متراکم‌تر باشد. کلیه حفاریها باید تا پائین‌تر از تراز کف تونل مورد نظر ادامه یابد. برای تونلی که قرار است در سنگ حفر شود، مخصوصا اگر طویل هم باشد، امکان حفاری محدود است و تنها هرجا که لازم و امکان پذیر است، انجام میشود. در سنگ نیز باید، در کلیه گمانه‌ها سطح آب زیرزمینی و وجود احتمالی هر نوع گاز سمی یا قابل انفجار یادداشت شود.
امروزه در برخی از پروژه‌های حساس یا در جاهایی که زمین‌شناسی به شدت پیچیده‌است، از دو مدخل، تونل موردنظر و در امتداد محور آن تونل پیشاهنگ حفر میشود. این تونل سطح مقطعی کوچک دارد و ممکن است تمام مسیر تونل اصلی را دربر گیرد.
نظر به اینکه حفر تونلهای پیشاهنگ بسیار وقت‌گیر و پرهزینه‌است، اغلب به جای آن از گمانه‌های پیشاهنگ استفاده میشود. البته در بسیاری موارد این نوع گمانه پس از پایان عملیات اکتشافی و طراحی تونل و در زمان عملیات اجرائی حفر می‌گردد. به این ترتیب که با حفر گمانه‌هایی در سینه کار تونل و هم محور با آن، شرایط زمین تا چندین متر جلوتر شناسائی شده و در صورتی که مشکلی، مانند برخورد به زمینهای سست یا خرد شده یا هجوم آب، در پیش رو باشد، در فاصله زمانی موجود، برای مقابله با آن اقدام میشود.
برای حفاری تونلها روشهای متنوعی ابداع شده‌است. بطور معمول توده‌های سنگی با روشهای متداول چالزنی و انفجار و تخلیه حفاری می‌شوند، یا اینکه از ماشینهای حفار TBM استفاده میشود.
رایج‌ترین روش حفر تونل در زمینهای سنگی استفاده از انفجار مواد ناریه‌است. حفاری تونل در سنگ معمولاً تکرار چرخه چالزنی، انفجار، تخلیه مواد و نصب حایلها است. طرح، فاصله و عمق چالها، مقدار و نحوه خرج گذاری و آتشکاری آنها و ساخت سنگ عواملی مهم در شکل مقطع حفاری شده‌اند. در حفاریهایی که در سنگ انجام میشود، هدف نهایی آن است که سطح مقطع حاصل از انفجار کاملا مشابه مقطع طراحی شده باشد.
حفاری تونلها در خاک بطور دستی و مکانیکی یا بطور خودکار و با مدد گرفتن از ماشینهای حفار تونل انجام میشود. انتخاب روش تونل‌زنی در خاک و نحوه نگهداری آن با توجه به شرایط زمین، ابعاد حفاری زیرزمینی، مقدار پیشروی در هر مرحله و مانند آن انجام میشود. بطور کلی، حفاری در خاک در عمل تکرار چرخه‌ای متشکل از حفاری، خارج کردن مواد و قرار دادن حایلهاست.
در روش سنتی، طول پیشروی در هر چرخه عمدتا بستگی به شرایط زمین دارد و معمولاً از فاصله بین قاب‌ها یا صفحات پوششی تجاوز نمی‌کند. روش دیگر حفاری و نگهداری خاک استفاده از سپر است. سپر اغلب به صورت استوانه‌ای است که بطور افقی قرار گرفته و از یک قاعده آن حفاری انجام میشود و پس از آنکه مواد حفاری شده تخلیه گردید، سپر به جلو رانده میشود.
حفاری تونلهای مترو به سه روش انجام میشود: ترانشه باز، اتریشی و ماشین حفار.
بُرج‌ها، سازه‌های بلند ساخته دست انسان هستند که همیشه ارتفاع آنها از پهنای آنها بسیار بیشتر است و معمولاً سود و کاربرد معنی داری دارند.
برج‌ها معمولاً برای استفاده از ارتفاع بلندشان ساخته می‌شوند و می‌توانند به تنهایی ایستایی داشته باشند و یا به عنوان بخشی از یک ساختار یا ساختمان بزرگتر مورد استفاده قرار بگیرند.
برج‌ها از زمان ماقبل تاریخ توسط بشر مورد استفاده قرار می‌گرفته‌اند. بعضی از مثال‌ها و بقایای به جا مانده در شمال اسکاتلند، برج‌ها و قلعه‌های مخروطی شکل آن زمان هستند.
چینی‌ها، از برج‌ها به عنوان یک ساختار جامع و یکپارچه، یعنی دیوار بزرگ چین استفاده می‌کرده‌اند که مربوط به دویست و ده سال قبل از میلاد مسیح میباشد.
این مورد و مثال‌های بعدی در تمدن رم، بر استفاده حفاظتی و نگهبانی برج‌ها و نقشی که ساختمانهای بلند در این زمینه بر عهده داشته‌اند تاکید می‌کند.
برای مثال، برج‌های ساعتی شکلی که در اسپانیا کشف شده‌است و مربوط به هزاره اول میلاد است، از منشا تمدن فینیقی‌ها و آفریقایی‌ها مشتق شده‌است و برج‌های هشت گوشه رومی‌ها که برای حفاظت از کاخ‌ها و قلعه‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفته‌است، مربوط به حدود سال سیصد میلادی است.
یک نمونه برجسته از یک برج نا تمام، برج هاسیان در مراکش میباشد که زمانی که کار ساخت و ساز آن در سال 1199 ناتمام ماند، این برج امروزه به صورت یک آرامگاه در همان مکان بر جا مانده‌است.
برج شناخته شده دیگر، برج اصطلاحا تکیه داده شده پیزا در شهر پیزای ایتالیا میباشد که کار ساخت و ساز و احداث آن از سال 1173 تا 1372 به طول انجامیده‌است.
برج‌های هیمالیا، برج‌هایی از جنس سنگ هستند که در فلات تبت قرار دارند و تقریبا میتوان گفت که در بین قرن‌های 14 و 15 ساخته شده‌اند .
بعضی از برج‌های قدیمی ساخته شده در ایالات متحده آمریکا عبارتند از : برج شهر میلواکی که در این شهر و در سال 1895 ساخته شد و برج «ویسکونسین » و ساختمان «ولورث» که کار ساخت آن در سال 1913 در نیویورک یه پایان رسید.
آسمان خراش‌ها :
نوع پیشرفته و جدید برج‌ها که آنها را به نام آسمانخراش می‌شناسیم، مساحت کمتری از زمین را به نسبت فضای درونی و ارتفاع خود اشغال می‌کنند.
آسمانخراش‌ها معمولاً در دسته برج‌ها طبقه بندی نمی‌شوند، اگر چه بیشتر آنها ساختاری شبیه به برج‌ها دارند و طراحی آنها هم به برج شباهت دارد.
در انگلستان، ساختمانهای بلند را به عنوان برج‌های واحد می‌شناسند. در ایالات متحده آمریکا، نام اختصاری ای که برای برج‌های دو قلو مورد استفاده قرار گرفته بود، مرکز تجارت جهانی بود که یک نام مشترک برای محافظت و پشتیبانی از این دو برج بود.
کاربردهای استراتژیک برج‌ها :
در تاریخچه برج‌ها این ساختمانهای بلند مرتبه، امکاناتی را برای استفاده کنندگان خود به وجود می‌آورده‌اند مانند مشاهده بهتر زمینها و مناطق تحت حفاظت و یا جنگی، و یا فراهم آوردن نمای بهتری از مناطق اطراف که می‌تواند شامل مناطق نظامی نیز باشد.
برج‌های محاصره‌ای، برروی دیوارهای امنیتی بلند و یا در کنار اهداف نظامی نصب می‌شده‌اند. امروز استفاده استراتژیک از برج‌ها در زندان‌ها و یا مناطق نظامی خلاصه شده‌است.
انرژی پتانسیل
با استفاده از نیروی گرانش که اجسام و جرم‌ها را به سمت پایین می‌کشد، یک برج نیز می‌تواند به عنوان ذخیره کننده مواد و مایعات عمل کند . مانند سیلوها و مخزن‌ها و یا منبع‌ها و برج‌های آبی . و یا هدف گرفتن یک وسیله و فشار آن بر روی زمین مانند برج مته زنی و حفر چاه.
سکوهای پرش با اسکی نیزاز ایده مشابهی استفاده می‌کنند . در نبود کوهستان‌ها و شیب‌های طبیعی و تپه‌ها، این مناطق می‌توانند ساخته دست انسان باشند.
بهبود بخشیدن به ارتباطات
برج‌هایی مانند فانوس‌های دریایی، برج‌های زنگ دار و برج‌های پیغام رسان، برای ارتباط در فاصله‌های دور تر مورد استفاده قرار می‌گرفته‌اند.
در سالهای اخیر، دکل‌های رادیویی و برج‌های مخابراتی تلفن‌ها، ارتباطات را به وسیه افزایش برد فرستنده‌ها، بسیار آسان تر نموده‌اند.
پشتیبانی حمل و نقل
برج‌ها، همینطور می‌توانند به عنوان پشتیبان پلها مورد استفاده قرار بگیرند. آنها می‌توانند به ارتفاعی دست پیدا کنند که حتی بتوانند با ساختمانهای بلندی در بالای آب رقابت کنند.
این استفاده از ویژگی برج‌ها، در پلهای آویزان و پلهای کابلی رواج بیشتری یافته‌است. استفاده از شاه تیرها و تیرهای حامل اصلی بار، که یک نمونه ساده از برج‌ها محسوب می‌شوند، همچنین می‌تواند به ساختن پلهای راه آهن، سیستم‌های حمل بار و تجهیزات، و بندرگاه‌ها کمک فراوانی نماید.
در تعریف قدیمی چنین می‌گفتند که پل طاقی است بر روی رودخانه، دره، یا هر نوع گذرگاه که رفت‌وآمد را ممکن می‌سازد. اما امروزه در مبحث مدیریت شهری، پل را سازه‌ای برای عبور از موانع فیزیکی قلمداد می‌کنند تا ضمن استفاده از فضا (نه صرفا سطح زمین) بتواند عبورومرور و دسترسی به اماکن را تسهیل کند.
یکی از عناصر پل‌سازی تیرهای سراسری هستند.
پل شهید کلانتری طولانی‌ترین پل ساخته‌شده در ایران (سه برابر طولانی‌ترین پل پیشین) به طول هزار و هفتصد و نه متر میباشد که بر روی دریاچه ارومیه ساخته شده‌است و فاصله میان دو شهر تبریز و ارومیه به 135 کیلومتر تغییر داده‌است. این پل در 27 آبان سال 1387 به بهره‌برداری رسید.
پل قوسی، پلی است با تکیه گاه‌های انتهائی در هر طرف، که شکلی نیم دایره مانند دارد. پلی که از رشته‌ای از قوسها تشکیل شده باشد، پل دره‌ای نامیده میشود. پل قوسی ابتدا توسط یونانی‌ها و از سنگ ساخته شد. بعدها، مردم باستان از ملات در پلهای قوسی خود استفاده کردند.
با توجه به اصول مقاومت مصالح، شعاع قوس وابعاد این پلها را طوری انتخاب می‌کنند که بارهای قائم وارده تبدیل به یک نیروی فشاری در امتداد قوس شود. بنا براین در مناطقی با کیفیت خاک مناسب، میتوان دهانه‌های بزرگ (تا حدود 500 متر) را با پلهای قوسی طی نمود.
با اینکه به نظر می‌رسد پلهای کابلی به آینده چشم دوخته‌اند، ایده آنها مسیر طولانی را پیموده‌است. اولین طرح شناخته شده از یک پل کابلی در کتابی به نام "ماشینهای نوواً - منتشر شده در سال 1595 - آورده شده ولی این ایده تا قرن حاضر که مهندسان شروع به استفاده از پلهای کابلی نمودند؛ مورد استقبال واقع نشده بود. در جنگ جهانی دوم که فولاد کمیاب بود، این طرح برای بازسازی پلهای بمباران شد که هنوز فوندانسیون هایشان پابرجاست، کامل بود. با اینکه از احداث پلهای کابلی در آمریکا دیری نمی‌گذرد، واکنش‌ها در این مورد بسیار مثبت بوده‌است.
یک پل کابلی نوعی، یک تیر حمال(عرشه پل) پیوسته با یک یا چند برج بنا شده بالای پایه‌های پل در وسط دهانه‌است. از این برج‌ها، کابل‌ها به صورت اریب به سمت پایین (معمولاً هر دو طرف) کشیده شده و تیر حمال(عرشه پل) را نگه می‌دارد. کابل‌های فولادی بی نهایت قوی و در عین حال بسیار انعطاف پذیر هستند. کابل‌ها بسیار مقرون به صرفه می‌باشند چون سبب ساخت سازه‌ای سبکتر و باریکتر شده که در عین حال قادر به پل زدن بین مصافت‌های بیشتری است.اگرچه تنها تعداد کمی از آنها برای نگه داشتن کل پل قوی هستند، انعطاف پذیریشان آنها را در مقابل نیروهایی که به ندرت در نظر گرفته می‌شوند مانند باد؛ ضعیف می‌نماید. برای پلهای کابلی با دهانه‌های طولانی به خاطر تضمین ثبات و پایداری کابل‌ها و پل در مقابل باد، می‌بایست مطالعات دقیقی انجام شود. وزن سبکتر پل یک وضع نامساعد در بادهای سهمگین و یک مزیت در مقابل زلزله محسوب میشود. نشست غیر هم سطح فوندانسیون‌ها که به مرور زمان یا طی یک زلزله روی می‌دهد، می‌تواند پل کابلی را دچار آسیب کند. پس باید در طراحی فوندانسیون‌ها دقت به عمل آورد. ظاهر مدرن و در عین حال ساده پل کابلی آن را به یک شاخص واضح و جذاب تبدیل کرده‌است. خصوصیات منحصر به فرد کابل‌ها و به طور کلی سازه، طراحی پل را بسیار پیچیده می‌نماید. برای دهانه‌های طولانی تر، جایی که باد و نوسانات باید مورد توجه قرار گیرند؛ محاسبات بی نهایت پیچیده‌اند و عملاً بدون کمک کامپیوتر و آنالیز کامپیوتری غیر ممکن می‌باشند. علاوه بر این ساخت پل کیده‌ای مشکل میباشد. اتصالات، برج‌ها، تیرهای حمال و مسیر کابل‌ها سازه‌های پیچیده‌ای هستند که مستلزم ساخت دقیق می‌باشند.
طبقه‌بندی واضحی برای پلهای کابلی وجود ندارد. به هر حال آنها می‌توانند توسط تعداد دهانه‌ها، برج‌ها و کابل‌ها و همچنین نوع تیرهای حمال از یکدیگر تمیز داده شوند. تنوع بسیاری در تعداد و نوع برج‌ها و همچنین تعداد و چینش کابل‌ها وجود دارد. برج‌های نوعی به صورت تکی، دوتایی، دروازه‌ای و یا حتی برج‌های A شکل استفاده شده‌اند. علاوه بر این چینش کابل‌ها به طور عمده‌ای متفاوت می‌باشند. بعضی اقسام دارای چینش تکی، چنگی(موازی)، پنکه ای(شعاعی) و ستاره‌ای هستند. در بعضی موارد تنها کابل‌های یک طرف برج به عرشه وصل می‌شوند و طرف دیگر روی یک فندانسیون یا وزنه برابری لنگر می‌اندازند.
برای طول متوسط دهانه‌ها (150 تا 850 متر) پل کابلی سریعترین انتخاب مناسب برای یک پل میباشد. نتیجه یک پل مقرون به صرفه‌است که زیبایی آن غیر قابل انکار است. همچنین پل کابلی بهترین پل برای طول دهانه بین پلهای بازویی و معلق میباشد. در این محدوده طول دهانه، یک پل معلق مقدار بسیار بیشتری کابل نیاز خواهد داشت و این در حالی است که یک پل بازویی کامل، به طور قابل ملاحضه‌ای به مصالح بیشتر نیاز دارد که آن را به مقدار چشمگیری سنگین تر می‌نماید. ممکن است به نظر برسد پل کابلی شبیه پل معلق است. با اینکه هر دو دارای عرشه هستند که از کابل‌ها آویزانند و هر دو دارای برج هستند؛ ولی این دو پل بار عرشه را به طرق بسیار متفاوتی نگه می‌دارند. این اختلافات در چگونگی اتصال کابل‌ها به برج میباشد. در پل معلق کابل‌ها آزادانه از این سر تا آن سر دو برج کشیده شده‌اند و انتقال بار به تکیه گاه‌های واقع در هر انتها صورت می‌گیرد. در پل کابلی، کابل‌ها در حالی که به برج‌ها متصلند به تنهایی بار را تحمل می‌کنند. در مقایسه با پلهای معلق، پل کابلی به کابل کمتری نیاز دارد، میتوان آن را از قطعات بتن پیش ساخته مشابه ساخت و همچنین احداث آن سریع تر است.
بایستید و دستان خود را به صورت افقی در هر طرف دراز کنید. فرض کنید آنها پل هستند و سرتان نیز برجی در وسط آن است. در این موقعیت ماهیچه‌های شما دستانتان را نگاه می‌دارد. سعی کنید یک مهار کابلی برای نگه داشتن دستانتان بسازید. یک تکه طناب به طول حدودی 150 سانتیمتر بردارید. از یک دستیار بخواهید هر یک از دو انتهای طناب را به هر یک از آرنج هایتان ببندد. سپس وسط طناب را روی سر خود قرار دهید. اینک طناب مانند یک مهار کابلی عمل می‌کند و آرنج هایتان را بالا نگه می‌دارد. از دستیارتان بخواهید تکه طناب دیگری به طول حدودی 180 سانتی متر را این بار به مچهایتان ببندد. طناب دوم را روی سرتا ن قرار دهید. حالا شما صاحب دو مهار کابلی هستید. فشردگی و فشار نیرو را در کجا احساس می‌کنید؟ ببینید مهار کابلی چگونه بار پل (دست هایتان) را به برج (سر شما) منتقل می‌کند!
جهت زیباتر شدن، بعضی پلها با ارتفاع بیشتر از حد نیاز ساخته می‌شوند. این نوع پل که بیشتر در باغهای نمادین موجود در شرق آسیا ساخته شده‌است، پل ماه(Moon Bridge)نیز خوانده میشود(از آنجایی که این نوع پل یادآور چگونگی حرکت ماه در آسمان است). بعضی این پلهای موحود در این باغها ممکن است فقط روی یک سری بستر رودهای خشک که جربان آب سنگ ریزه‌های ته رود را شسته‌است گذر کنند. در قصرها اغلبا این پلها بر روی آبراهای مصنوعی به عنوان سمبل یک مسیر خاص به یک مکان خیلی مهم یا یک مکان خیالی و فرضی ساخته شده‌اند. برای نمونه 5 پل در شهر ممنوعه در پکن(پایتخت چین) بر روی یک سری آبراه پر پیج خم ساخته شده‌اند که پل مرکزی تنها جهت عبور امپراطور، همسر امپراطور و فرزندانشان بوده‌است.
راهسازی عملیات آماده‌سازی جاده‌ای بر روی زمین با عرضی مشخص است به‌طوری‌که روندگان یا وسائط نقلیه بتوانند با گذر از آن از نقطه‌ای به نقطه? دیگر برسند.
عملیات اصلی راهسازی عبارت‌اند از ساخت اساس، زیراساس و روسازی. جدولکاری و نصب علائم راهنمایی و رانندگی هم در ساخت بسیاری از راه‌ها اجرا میشود. راه سازی، روسازی راه و مهندسی ترابری: از جمله تخصصهای مهم یک مهندس عمران، شناخت طرح و محاسبه زیر سازی و روسازی راههاست. بدین منظور درسهای یاد شده جهت فراگیری مطلبی نظیر : طراحی و اجرای راها شامل : مسیریابی، عملیات خاکی، مشخصه‌ها و طرح هندسی راها در مسیرهای افقی و قایم، مشخصه‌های فنی انواع مصالح راه و لایه‌های مختلف روسازی آن، همچنین روشهای طرح و اجرای روسازیهای شنی و آسفالتی و نیز شبکه هاب حمل و نقل زمینی، دریایی و هوایی و برنامه ریزیها و مدیریتهای حمل و نقل ارایه می‌گردند.
در درس پروژه راه سازی که پس از درسهای راه سازی و مهندسی ترابری ارایه میشود، کاربرد اصول را هسازی در طرح کامل یک راه، از ابتدا تا انتها به همراه رسم نقشه‌ها و محاسبه‌های مربوط مورد توجه قرار می‌گیرد.
