تخمین ضرایب آزمايش تحکيم در لايه‌هاي آبرفتي با استفاده از مدلسازي با Anfis و شبکه‌هاي عصبي

59,000تومان

توضیحات

دانلود و مشاهده قسمتی از متن کامل پایان نامه :

دانشکده فني

 

(پايان نامه کارشناسي ارشد)

تخمین ضرایب آزمايش تحکيم در لايه‌هاي آبرفتي با استفاده از مدلسازي با Anfis  و شبکه‌هاي عصبي

استاد راهنما

دکتر عباس مهدويان

از

…………………

 

بهمن ماه 1387

چکيده

نشست تحکيمي يکي از ملاحظات مهم طراحي در پروژه‌هاي عمراني همچونه سازه ها، راهها و راه آهن است. اين پديده بوسيله آزمايش تحکيم تعيين مي‌شود. آزمايش تحکيم يک آزمايش نسبتا وقت گير و پر هزينه است که بايد با دقت کافي انجام شود. در بسياري از پروژه ها به خصوص در پروژه‌هاي خطي مانند راهها و راه آهن عدم انجام آزمايش تحکيم به تعداد و با دقت کافي ممکن است سبب وارد آمدن خسارات قابل توجهي گردد. با توجه به زمان نسبتا زياد آزمايش تحکيم، تخمين نشست تحکيمي بر مبناي پارامترهاي موثري که با انجام آزمايشات ساده و کم هزينه و با دقت کافي قابل تعيين باشند، همواره مورد توجه بسياري از کارشناسان و محققين ژئوتکنيک و راه سازي بوده است.

در اين پژوهش با استفاده از مجموعه‌اي از داده‌هاي آزمايشگاهي بدست آمده از چهارده طرح بزرگ ايران و به کمک روش برازش خطي گام به گام رابطه‌اي براي تخمين ميزان نشست تحکيمي خاک بر اساس پارامترهاي موثر وابسته ارائه شده است و با استفاده از مجموعه‌اي از داده‌هاي آزمايشگاهي نتايج اين رابطه با نتايچ آزمايشگاهي و روابط ارائه شده توسط محققين ديگر مقايسه شده است و از  روش‌هاي Anfis و Neural Network جهت مدل سازي استفاده شد. بر اساس نتايج آزمايشگاهي مدل ارائه شده نسبت به روابط قبلي از خطاي کمتري برخوردار بوده و تطابق بهتري با نتايج واقعي دارد.

واژه‌هاي کليدي:

نشست تحکيمي، ضريب فشردگي، شبکه‌هاي عصبي -فازي

فهرست

عنوان                                                                                      شماره صفحه

فصل اول: كليات 1

1- مقدمه. 2

1-1- تعريف مساله و هدف از پژوهش…. 2

1-2- پديده تحکيم.. 2

1-3- منطق فازي.. 3

فصل دوم: مروري بر تحقيقات گذشته. 6

2-1- مقدمه. 7

2-2- شناسايي پارامترهاي موثر در نشست تحکيمي خاک…. 7

2-3- مروري بر تاريخچه تحقيقاتي نظريه مجموعه‌هاي فازي و زمينه‌هاي آن در مهندسي عمران. 9

2-3-1- اولين زمينه‌هاي فکري.. 9

2-3-2- دهه 60: ظهور فازي.. 9

2-3-3- دهه 70: تثبيت مفاهيم بنيادي و ظهور اولين کاربردها 10

2-3-4- دهه 90 و سالهاي آغازين قرن 21: چالشها کماکان باقيست… 11

2-3-4- فازي در ايران: 11

2-3-5- نظريه فازي در مهندسي عمران. 12

فصل سوم: تحکيم.. 13

3- 1 مقدمه. 14

3-2 اصول پايه تحکيم.. 14

3-2-1 مفاهيم کلي تحکيم يک بعدي.. 14

3-2-2 نظريه تحکيم يک بعدي.. 15

3-2-2-1 محاسبه نشست تحکيم يک بعدي: 16

3-2-2-2 حل معادله تحکيم.. 18

3-2-2-3 آزمايش تحکيم.. 19

3-2-2-3-1 آزمايش تحکيم با سرعت تغيير شکل نسبي ثابت… 20

3-2-2-3-2 آزمايش تحکيم با شيب ثابت… 21

3-2-2-4 خصوصيات تراکم پذيري.. 23

3-2-2-4-1 اندازه گيري غير مستقيم شاخص تراکم: 24

3-2-3 نشست تحکيم.. 25

3-2-4 درجه تحکيم.. 26

3-2-5 محاسبه ضريب تحکيم با استفاده از نتايج آزمونها آزمايشگاهي.. 27

3-2-5-1 روش لگاريتم زمان. 27

3-2-5-2 روش ريشه دوم زمان. 28

3-2-5-3 روش شيب بيشينه سو. 29

3-2-5-4 روش محاسباتي سيوارام و سوامي.. 30

3-2-6 تاثير دست خوردگي نمونه بر روي منحني  : 30

3-2-7 تحکيم ثانويه. 31

3-2-7-1 تاثير تحکيم ثانويه بر روي فشار پيش تحکيمي.. 33

3-2-8 تحکيم به کمک زهکش‌هاي ماسه‌اي.. 34

فصل چهارم: منطق فازي و کاربرد آن در مهندسي عمران. 37

4-1- مقدمه. 38

4-2- مجموعه‌هاي فازي.. 40

4-2-1- تعاريف و مفاهيم اوليه مجموعه‌هاي فازي.. 40

4-2-2- چند مفهوم مقدماتي.. 41

4-2-3- نماد گذاري.. 41

4-2-4- عملگرهاي مجموعه اي.. 41

4-3- اصل توسعه و روابط فازي.. 45

4-3-1- اصل توسعه. 45

4-3-2- حاصل ضرب کارتزين فازي.. 46

4-3-3- اصل توسعه بر روي فضاي حاصل ضرب کارتزين.. 46

4-3-4- رابطه فازي.. 47

4-3-5- ترکيب روابط فازي.. 47

4-3-6- اعدادي فازي.. 47

4-3-7- اعداد فازي L-R.. 48

4-4- منطق فازي.. 50

4-4-1- استدلال فازي.. 50

4-4-2- متغيرهاي زباني.. 50

4-4-3- قيود زباني.. 51

4-4-4- قواعد اگر- آنگاه. 52

4-4-5- گزاره فازي.. 52

4-4-6- شيوه استدلال فازي.. 53

4-4-7- روش ممداني.. 55

4-4-8 روش استدلال فازي با استفاده از توابع خطي.. 59

4-4-9- استدلال فازي ساده شده. 62

4-5- کاربردهاي فازي در مهندسي عمران. 62

4-5-1- سيستم‌هاي فازي.. 62

4-5-2- پايگاه قواعد. 63

4-6-3- ويژگي‌هاي مجموعه قواعد. 64

4-5-4- موتور استنتاج فازي.. 64

4-5-5- فازي ساز. 65

4-5-6- غير فازي ساز: 66

4-5-7- کنترل فازي.. 67

فصل پنجم: آشنايي با مفاهيم شبکه عصبي.. 69

5-1 سلول عصبي مصنوعي.. 70

5-2 توابع تحريک…. 70

5-3 شبکه‌هاي عصبي چند لايه. 72

5-4 شبکه‌هاي بازگشتي.. 73

5-5 آموزش شبکه. 74

5-6 هدف از آموزش شبکه. 74

5-7 آموزش نظارت شده. 74

5-8 آموزش غير نظارت شده. 75

5-9 روش‌هاي تربيت و آموزش آماري.. 76

5-10 خودسازماني.. 77

5-11 الگوريتم انتشار برگشتي.. 78

5-12 ساختار شبکه در الگوريتم انتشار برگشتي.. 79

5-13 نگرشي کلي بر آموزش شبکه. 80

5-14 تشخيص تصوير. 80

5-15 حرکت به پيش…. 82

5-16 برگشت به عقب ـ تنظيم وزن‌هاي لايه خروجي.. 82

5-17 تنظيم وزن‌هاي لايه پنهان. 83

5-18 سلول عصبي باياس در شبکه. 84

5-19 اندازه حرکت… 84

5-20 الگوريتم‌هاي پيشرفته. 85

5-21 کاربردها و اخطارهاي انتشار برگشتي.. 86

5-22 اندازه گام. 87

5-23 ناپايداري موقتي.. 87

5-24 مبناي رياضي الگوريتم انتشار برگشتي.. 87

5-26 نحوة ارائه زوج‌هاي آموزشي به شبکه. 91

5-27 سنجش ميزان يادگيري و عملکرد شبکه. 91

5-28 جذر ميانگين مربع خطاها 92

5-29 استفاده از دستورات MATLAB.. 93

فصل ششم: برآورد ضريب فشردگي تحکيم به وسيله پارامترهاي فيزيکي خاک…. 95

6-1- مقدمه. 96

6-2- شناسايي پارامترهاي موثر در نشست تحکيمي خاک…. 97

6-3 بانک اطلاعات مورد استفاده. 98

6-4 تحليل اطلاعات با استفاده از روش برازش خطي.. 99

6-5- نتيجه گيري.. 102

فصل هفتم: مدل سازي ضريب فشردگي با استفاده از شبکه‌هاي عصبي-فازي (ANFIS). 104

7-1 آشنايي با مدلسازي توسط ANFIS.. 105

7-2 مدلسازي ضريب فشردگي با استفاده از شبکه عصبي-فازي (ANFIS). 107

7-3 چگونگي مدلسازي وتحليل مدل و بررسي نتايج.. 109

فصل هشتم: نتيجه گيري، پيشنهادات، محدوديت‌ها 120

8-1  نتيجه گيري.. 121

8-2-  محدوديت ها: 121

8-3- پيشنهاد براي ادامه مطالعه: 122

Reference. 123

فهرست جدول ها

جدول                                                                                                                    صفحه

جدول 2-1 : فرمولهاي تجربي براي تعيين ….. 8

جدول 3-1 طبقه بندي خاکها بر اساس تراکم پذيري ثانويه. 33

جدول 4-1 جدول قاعدگي براي رانندگي.. 59

جدول 6-2 : مشخصات کلي داده‌هاي اوليه. 98

جدول 6-3 : نتايج برازش خطي گام به گام. 100

جدول 7-1 : نتايج آزمايشگاهي موجود براي ضريب فشردگي.. 107

فهرست شکل ها

شکل                                                                                                                       صفحه

شکل 1 – نمايش يک سيستم فازي.. 4

شکل 2-1 تعيين ضريت فشردگي.. 7

شکل 3-1 تغيير فشار آب حفره‌اي و تنش موثر ناشي از اعمال سربار. 16

شکل 3-2 محاسبه تحکيم يک بعدي.. 17

شکل3-3 محاسبه …. 18

شکل 3-4 دستگاه تحکيم(ادومتر) 20

شکل 5-3 نمودار شماتيک دستگاه آزمايش تحکيم با سرعت تغيير شکل نسبي کنترل شده. 21

شکل 3-6 نمودار شماتيک آزمايش تحکيم با شيب ثابت… 22

شکل3-7 مراحل مختلف در آزمايش با شيب کنترل شده. 22

شکل 3-8 نشست تحکيم.. 26

شکل 3-9 روش لگاريتم زمان براي محاسبه …. 28

شکل 3-10 روش ريشه دوم زمان براي محاسبه …. 29

شکل 3-11 روش شيب بيشينه سو براي محاسبه …. 30

شکل 3-12 تاثير دست خوردگي نمونه بر منحني…………… 31

شکل 3-13 ضريب تحکيم ثانويه براي خاکهاي طبيعي رسوبي 1973 G.Mesri 32

شکل 3-14 تاثير نسبت افزايش بار يکسان،  بر روي ضخامت نمونه. 33

شکل 3-15 تاريخچه زمين شناسي.. 34

شکل 3-17 شالوده انعطاف پذير(الف) و صلب (ب) واقع بر خاک رس… 35

شکل 4-1 مکمل فازي.. 42

شکل 4-2 اجتماع فازي.. 43

شکل 4-3 اشتراک فازي.. 44

شکل 4-4 اعداد مثلثي.. 49

شکل 4-5 اعداد نرمال. 49

شکل 4-6 اعداد سهموي.. 50

شکل 4-8 توابع عضويت براي رانندگي.. 58

شکل 4-9 مجموعه‌هاي فازي براي بخش نتيجه. 61

شکل 4-10 ساختار اصلي سيستمهاي فازي با فازي ساز و غير فازي ساز. 63

شکل 5-1: شبکه يا يک نود. 70

شکل 5-2 : تابع سيگمويد. 71

شکل 5-3 : تشخيص تصوير. 81

شکل 5-4 : سلول عصبي باياس در شبکه. 84

شبکه5-5 :  MLP با يک نود. 93

شکل 5-6 :  شبکه پرسپترون چند لايه MLP با يک لايه مخفي. 94

شکل 6-1: ميزان پراکندگي در داده‌هاي اوليه براي رابطه (9) 100

شکل 6-2 : مناسبترين توابع درجه دو و درجه 3  براي تعيين Cc از روي … 101

شکل 6-3 : آزمايش رابطه 6-13 و مقايسه با روابط ديگر محققين.. 103

شکل 7-1 توابع عضويت ورودي PL.. 111

شکل 7-2 توابع عضويت ورودي LL.. 111

شکل 7-3 توابع عضويت ورودي … 112

شکل 7-4 : مقايسه نتايج آزمايشگاهي و مدل ANFIS (داده‌هاي آموزش) 112

شکل 7-5 : مقايسه نتايج آزمايشگاهي و مدل ANFIS (داده‌هاي تست) 113

شکل 7-6 : مقايسه نتايج آزمايشگاهي و مدل شبکه عصبي (داده‌هاي آموزش) 118

شکل 7-7 : مقايسه نتايج آزمايشگاهي و مدل شبکه عصبي (داده‌هاي تست) 118

 

 

 

 

فصل اول:
كليات

 

 

1- مقدمه

1-1- تعريف مساله و هدف از پژوهش

راه حل مستقيم براي تعيين پارامترهاي نشست تحکيمي خاک، استفاده از آزمايش تحکيم است. مطابق استاندارد انجام آزمايش تحکيم نياز به صرف حدود يک هفته وقت دارد. دشواري انجام آزمايش تحکيم و بالاخص زمان طولاني و هزينه بالاي آن سبب بروز محدوديت‌هاي فراوان در کيفيت و کميت آزمايش به ويژه در پروژه‌هاي حجيم و وقت گير شده است. در اکثر اين پروژه ها به منظور جلو گيري از نياز به زمان طولاني و همچنين کاهش هزينه‌هاي انجام مطالعات ژئوتکنيک اغلب تعداد آزمايش ها کاهش داده مي‌شود و در نتيجه اطلاعات پيوسته و جامع از خاکها بخصوص در مواردي که تنوع لايه بندي زياد است، بدست نمي‌آيد. اين امر سبب مي‌شود طراحان بدون داشتن اطلاعات کافي، اقدام به ساده سازي پارامترهاي طراحي مي‌نمايند که معمولا به صورت دست بالا است و از جهت ديگر سبب افزايش هزينه‌هاي اجرا مي‌شود. بنابراين لازم است معيارهايي مشخص گردند تا بتوان از طريق آنها به دانشي جامع و با خطاي قابل قبول پارامترهاي تحکيم را تخمين زد. اين کار علاوه بر اينکه سبب کاهش حجم آزمايشات و صرفه جويي در زمان و هزينه مي‌شود از طرف ديگر مي‌تواند اطلاعات پيوسته‌اي از ساختگاه مورد نظر را فراهم سازد و دانش طراحان را به ميزان قابل توجهي بهبود بخشد. با توجه به اين موارد محققين مختلفي سعي کردند تا با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي فرمول‌هاي تجربي جهت تعيين پارامترهاي تحکيم خاک ارائه دهند. بدين طريق مي‌توان بدون انجام آزمايش تحکيم اقدام به تخمين نتايج حاصل از آن نمود. در اين پژوهش پس از بررسي روابط ارائه شده توسط ساير محققين جهت تخمين نشست تحکيمي، با استفاده از اطلاعات تفصيلي بدست آمده از چهارده پروژه بزرگ ايران و با استفاده از شبکه‌هاي عصبي- فازي (ANFIS) مدلي با دقت بالا جهت تعيين نشست تحکيمي خاک ارائه مي‌شود.

1-2- پديده تحکيم

فشردگي يا تراکم خاک در اثر تاثير سربار (وزن سازه) باعث نشست سازه واقع بر روي آن مي‌شود که به اين پديده نشست خاک مي‌گويند. که در حالت کلي نشست خاک به دو گروه زير تقسيم مي‌شوند:

الف) نشست آني (Immediate Settlement) که ناشي از تغيير شکل الاستيک خاک خشک و يا خاکهاي مرطوب و اشباع بدون تغييري در ميزان آب مي‌باشد و در تمام خاکها مورد توجه است.

ب) نشست تحکيمي (Consolidation Settlement) که ناشي از تغيير حجم خاک اشباع به علت رانده شدن آبهاي موجود در حفرات است و در خاکهاي ريز دانه مانند رس مورد توجه قرار مي‌گيرد.

وقتي خاک اشباع تحت بارگذاري قرار مي‌گيرد، در آغاز تمام بار گذاري توسط آب حفره‌اي تحمل مي‌شود و به آن افزايش فشار آب حفره‌اي مي‌گويند. در صورتي که زهکشي انجام شود، به مزور زمان حجم خاک کاهش مي‌يابد که به آن تحکيم گفته مي‌شود و باعث نشست مي‌گردد. از طرفي ممکن است خاک در اثر جذب آب حفره‌اي يا فشار آب حفره‌اي منفي افزايش حجم دهد که به آن تورم مي‌گويند.

نرخ تغيير حجم تحت بار گذاري به نفوذ پذيري نمونه بستگي دارد، از اين رو آزمايش تحکيم معمولا در خاک‌هاي با نفوذ پذيري کم (مانند رس) انجام مي‌گيرد. هدف از انجام آزمايش تحکيم، تعيين پارامترهاي موثر در پيش بيني شدت نشست و ميزان آن در سازه‌هاي متکي بر خاک‌هاي رسي است. آزمايش تحکيم در واقع آزمايش جهت بر آورد پارامترهاي تحکيم يک بعدي ترزاقي است که از حل همزمان دو معادله تعادل و پيوستگي به صورت تک بعدي حاصل شده است.

نمونه گيري از خاک با حفظ شرايط واقعي کار بسيار مشکلي است. تفاوت قابل توجه در ميزان رطوبت، حد رواني و شاخص پلاستيسيته و فشار همه جانبه نمونه‌هاي تهيه شده از اعماق مختلف و حتي از يک عمق خاص، بيانگر تفاوت و رفتار در نمونه‌هاي تهيه شده از يک نوع خاک مي‌شود و اين مسئله علاوه بر افزايش هزينه انجام آزمايشات سبب پيچيدگي و وارد نمودن قضاوت مهندسي در پروژه‌هاي مهندسي ژئوتکنيک مي‌گردد. داده‌هاي آزمايشگاهي زيادي موجود هستند که در پروژه‌هاي معيني به کار رفته و عملا بعد از مدتي فراموش شده اند. اين اطلاعات قديمي مي‌توانند بعنوان يک بانک اطلاعاتي مفيد در ارزيابي پارامترهاي ژئوتکنيکي بکار گرفته شوند[1].

1-3- منطق فازي

در دهه 1960، پروفسور لطفي زاده در دانشگاه برکلي کاليفرنيا، مقاله‌اي را با اين مضمون که ابهامات يک وضعيت نامعلوم ولي متفاوت از پديده‌هاي تصادفي هستند، ارائه داد. براي مثال نمي‌توان مردم را به دو گروه خوب و بد تقسيم کرد. يا دسته بندي پارامترهايي چون دما، فشار، اندازه و… در دو گروه صفر و يک ممکن نيست. براي توصيف چنين پارامتنرهايي درجه‌اي به آنها تعلق مي‌گيرد که اين درجه ها بر اساس چندين فاکتور مانند موقعيت، آزمايش و .. است. اين ايده اساس مجموعه‌هاي فازي نسبت به منطق کلاسيک است. در مجموعه کلاسيک يک شئ به مجموعه تعلق دارد يا ندارد ولي در مجموعه فازي درجه‌هايي از تعلق به يک مجموعه معرفي مي‌شوند. يک مجموعه فازي تابع تعلقي دارد که در درجه‌هاي مختلفي از تعلق براي عناصر مشخص در آن تعريف مي‌شود. تابع تعلق به صورت مقادير گسسته يا به وسيله منحني‌هايي تعريف مي‌گردد. روشهاي متعددي براي توصيف يک مجموعه فازي موجود دارد [2].

پروسه فازي سازي (fuzzification) مجموعه‌اي کلاسيک را به يک مجموعه تقريب زننده که فازي است تبديل مي‌کند [3]. از آنجاييکه هر عضو و درجه تعلق آن مستقل از عضو ديگر و درجه تعلق مربوط به آن است، پروسه خطي است و اصل جمع آثار در آن صدق مي‌کند، يعني هر عضو به تنهايي فازي مي‌گردد [4].

منطق فازي بر اساس مفهوم مجموعه‌هاي فازي است و هر مقدار درستي در بازه [1 ، 0] را مي‌پذيرد. از مفاهيم مجموعه‌هاي فازي در جبر فازي استفاده مي‌شود.

به منظور طراحي يک سيستم کنترل منطق فازي بايد قادر به توصيف عمليات زباني باشد. به بيان ديگر مراحل زير بايد انجام شود[4]:

  • مشخص نمودن ورودي ها و خروجي ها با استفاده از متغيرهاي زباني
  • نسبت دادن توابع تعلق به متغيرها
  • ايجاد قواعد پايه (اساسي)
  • غير فازي سازي (Defuzzification)

متغيرهاي زباني، توابع تعلق و قواعد پايه از تجربيات يک اپراتور ماهر بدست مي‌آيند. قواعد پايه زياد، معمولا منجر به عملکرد بهتري مي‌شوند. سيستم‌هاي فازي “سيستم‌هاي مبتني بر دانش يا قواعد” هستند. قلب يک سيستم فازي يک پايگاه دانش بوده که از قواعد اگر – آنگاه فازي تشکيل شده است. منظور از سيستم فازي در مهندسي سيستم فازي با فازي ساز (Fuzzifier) و غير فازي ساز (Defuzzifier) است، شکل (1) [5].

شکل 1 – نمايش يک سيستم فازي

در يک سيستم غير فازي، تنها يک قاعده در يک زمان خاص وجود دارد ولي در سيستم فازي ممکن است در همان زمان خاص بيش از يک قاعده ولي با قوتهاي متفاوت وجود داشته باشد. اين قواعد با قوتهاي متفاوت منجر به عمليات کلاسيک در خلال پروسه غير فازي سازي مي‌شوند [2]. پروسه‌هاي غير فازي سازي در سيستم‌هاي کنترل فازي استاندارد نيستند. از چندين روش براي اين کار مي‌توان استفاده کرد. مانند:

  • عمليات max-min(and-ro)
  • روش مرکز ثقل (center of gravity) يا COG

 و روشهاي متنوع ديگر.

اساسا اگر چه سيستم‌هاي فازي پديده‌هاي غير قطعي و نامشخص را توصيف مي‌کنند، با اين حال خود تئوري فازي يک تئوري دقيق مي‌باشد. دو توجيه براي تئوري سيستم‌هاي فازي وجود دارد:

  • پيچيدگي بيش از حد دنياي واقعي که منجر به توصيفي تقريبي يا فازي براي مدل کردن يک سيستم مي‌شود.
  • نياز به فرضيه‌اي براي فرموله کردن دانش بشري به شکلي سيستماتيک و قرار دادن آن در سيستم‌هاي مهندسي توجيه دوم وجود تئوري سيستم‌هاي فازي را به عنوان يک شاخه مستقل در علوم مهندسي توجيه مي‌کند[5].

اين پايان نامه شامل فصول زير مي‌باشد:

فصل اول مقدمه

فصل دوم مروري بر تحقيقات گذشته

فصل سوم تحکيم

فصل چهارم منطق فازي و کاربرد آن در مهندسي عمران

فصل پنجم آشنايي با شبکه مفاهيم شبکه عصبي

فصل ششم مدل سازي ضريب فشردگي با استفاده از شبکه‌هاي عصبي-فازي (ANFIS)

فصل هقتم نتيجه گيري و جمع بندي و پيشنهادات

فصل دوم:
مروري بر تحقيقات گذشته

2-1- مقدمه

نشست تحکيمي يکي از ملاحظات مهم طراحي در پروژه‌هاي عمراني همچون سازه ها، راهها و راه آهن مي‌باشد. اين پارامتر بوسيله آزمايش تحکيم تعيين مي‌شود. آزمايش تحکيم يک آزمايش نسبتا وقت گير و پر هزينه است که بايد با دقت کافي انجام مي‌شود.

در بسياري از پروژه ها به خصوص در پروژ ه‌هاي خطي مانند راه آهن خودداراي از انجام آزمايش تحکيم به تعداد و دقت کافي سبب وارد آمدن خسارات قابل توجه به حجم راه مي‌شود. با توجه به زمان و هزينه نسبتا زياد آزمايش تحکيم، تخمين نشت تحکيمي با استفاده از پارامترهاي موثري که بتوان زياد آزمايش تحکيم، تخمين نشست تحکيمي با استفاده از پارامترهاي موثري که بتوان آنها را با انجام آزمايشات ساده کم هزينه و با دقت قبول نمود همواره مورد توجه بسياري از محققين ژئوتکنيک و راه سازي بوده است.

2-2- شناسايي پارامترهاي موثر در نشست تحکيمي خاک

با انجام آزمايش تحکيم، ضريب فشردگي يا شاخص تراکم (Compression index) از شيب نمودار تخلخل (e) بر حسب لگاريتم تنش موثر () براي خاکهاي تحکيم عادي يافته تعيين مي‌شود. شکل 1 نحوه تعيين ضريب فشردگي () را نشان مي‌دهد.

همانطور که در اين شکل مشاهده مي‌شود،  به طور مستقيم از رابطه زير قابل تعيين است:

(2-1)

شکل 2-1 تعيين ضريت فشردگي

به طور غير مستقيم و از روي پارامترهاي موثر، اولين بار ترزاقي و پک در سال 1997، رابطه تجربي زير را به منظور تخمين ضريب فشردگي براي رسهاي تحکيم عادي يافته در حالت دست نخورده پيشنهاد نمود[6]

 (2-2)

که در آن LL، حد رواني (Liquid Limit) خاک رس است. همچنين ترزاقي و پک در رابطه‌اي مشابه، فرمول زير را براي رس‌هاي دست نخورده (Remolded clays) ارائه دادند:

(2-3)

در هر دو رابطه (2) و (3)، LL به عنوان تنها پارامتر موثر در تعيين نشست تحکيمي معرفي شده است.

همچنين آزور و همکارانش با استفاده از رگرسيون تک متغيره خطي، براي مناطق مختلف روابط زير را ارائه نمودند [7]:

(2-4)                                                                       : براي رس برزيلي

(2-5)                                                                : براي رس شيکاگو

(2-6)                                                                    : براي خاکهاي آلي و نباتي

در اين رابطه LL (حد رواني)، ( در صد تخلخل اوليه) و (رطوبت طبيعي خاک) به عنوان پارامترهاي موثر در نظر گرفته شده هر يک از اين پارامترها به طور جداگانه براي تخمين نشست استفاده شده اند.

Reference:

1- Logar, J. And Turk, G., Modelling of the oedometer test by neural networks, IABSE colloguium report: knowledge support systems in civil engineering, Bergamo, pp.273-281, 1995

2- Wang. Lie. Xin, A Course in Fuzzy System and Control, Prantice-Hall International Editions, 1996.

3- Ibrahim, A. M., “Introduction to applied fuzzy electronics” , Prentice Hall , 1998

4- Terano, t., Asai, K. and Sugeno, M., “Fuzzy systems theory and its applications “, Toronto, Academic Press. Inc., 1992

5- Lavoilette, M., and Seaman, J,W., ” The Efficacy of fuzzy representations of uncertioty “, IEEE Trans. Fuzzy Systems, 2 (1994), pp. 4-15

6- Terzaghi, K., and Peck.R.B., Soil Mechanics in Engineering Practice, 2nd d.,Wiley,New York., 1967

7- Azzouz, A.S., Krizek, R.J. and Corotis, R.B., Regression Analiysis of Soil  Compressibility, Soil Found., Tokyo, vol. 16,no.2, pp.19-29, 1976

8- Nacci, V. A., Wang M. C.and Demras, K. R. Engineering Behavior of Calcareous Soils, Proc. Civil Eng. Oceans III,ASCE, vol. 1 , pp. 380-400, 1975

9- Bowles, J.E., Physical and Geotechnical Properties of Soils, International Student Edition, McGrraw-Hill, Hnc.478 /pp,1979.

10- Terzaghi, K., Theoretical Soil Mechanics, John Wiley & Sons, Inc. New York, 510 pp,1943.

11- Haack,S., Philosophy of logic, Camberdge University Press, 152-153, 1991

12- Wang. Lie. Xin, A Course in Fuzzy System and Control, Prantice-Hall International Editions, 1982.

13- Altrock, Constantin V., Fuzzy Logic & Nerofuzzy Applications Explained,3-4, 1997

14- Blair. B., Interview with Lotfi zadeh, Azarbaijan Inter national, 2, 4, 2-6, 1994

15- Holland, J.H., Adaptation in natural, and Artificial systems, Ann Arbor: The University of Michgan Press, 1975.

16- Marler, R.T., Arora, J.S., Survey of multi-objective optimzition methods for engineering, Struct. Multidisc. Optim., 26,369-395, 2004

17- Coello, C.A., Van Veldhuizen, D.A., Lamont, G.B., Evolutionary algorithms for solving multi-objective problems,Kluwer Academic Publishers, NY, 2002.

18- Coello, C.A., Christiansen, A.D., Multiobjective optimization of trusses using genetic algorithms, Computers &Structures, 75, 647-660, 2000.

19- Srinivas. N., Deb, K, Multiobjective optimization using nondominated Sorting in Genectic Algorithms, EvolutionaryComputation, 2, 3, 221-248., 1994.

20- Pareto, V., Cours d’economic ploitique, Lausanne, Switzerland, Rouge, 1967.

21- Rosenberg, R.S., Simulation of genetic populations with biochemical properties, PhD Thesis, University of Michigan,Ann Harbor, Michigan, 1967.

22- Schaffer, J.D., Multiple objective optimization with vector evaluated genetic algorithms, in Grefenstette, J.j., (ed) Pric.Of First int. Conf. On Genetic Algorithms and Their Applications, London, Lawrence Erlbaum, 93-100, 1985.

23- Knowles, J., Corne, D., The Pareto archived evolution strategy: A new baseline algorithm for multiobjective

optimization in Proc. Of the 1999 congress on Evolutionary Computation, Piscataway, NJ: IEEE Service Center, 98-105, 1999.

24- Toffolo, A., Benini, E., Genetic diversity as an objective in multi-objective evolutionary algorithms, EvolutinaryComputation , MIT Press, 11, 2, 151-167, 2003.

25- Morgan, G.Ch., Fuzzy logic, Routlendge Encyclopedia of Philosophy, 3, first edition , Craig, E.Routledge, London,1998.

26- Tanaka, K, An Introduction to fuzzy logic for practical applications, Prantice-Hall International Editions, 1998.

27- Goldberg, D.E., Genetic algorithms in search, Optimization and Nachine Learning,

28- Kawamura, H., Ohmori, Kito, K, Truss topology optimization by a modified genetic algorithm, Department ofArchitecture< Negoya University, Aichi. Japa., 2000n.

29- Kocer, F.Y., Arora, J.S., Optimal design of H-frame transmission poles for earthquake loading, J. Struct. Eng., 125,1299-1308, 1999

30- Hesser, G., Towards an optimal mutation probability in Gas, In H-P.Schwefel and R. Menner, eds, Paraller problemssolving from nuture, 496, 23-32, 1991.

31- Dejong, K., Analysis of the behavior og a class of genetic adaptive systems, PHD thesis, University of Michigan, 1975.

32- Fonseca. C.M., Fleming, P.J. < Genetic algolithms for multi-objective optimization: Formulation, discussion andgeneralization, In Proc. Of the Fifth Int. Conf. On genetic Algorithms, Forrest S. (Ed.). San Mateo, CA, MorganKaufmann, 416-423, 1993.

33- Geotechnical and Geological Investigation Report of Kish Power Planet Site , Moshanir Consulting Engineers , 1995

34- Geotechnical and Geological Investigation Report of Maahshahr Transition Line, Moshanir Consulting Engineers ,1993

35- Geotechnical Investigation of Yangi Kand Site . 2nd phase, Pey Kaav Consulting Engineers, 1999

36- Geotechnical and Geological Investigation Report of Khoy Power Planet Site, Moshanir Consulting Engineers , 1998

37- Geotechnical and Geological Investigation Report of Mashad Gas Power Planet Site , Moshanir Consulting Engineers ,1997

38- Geotechnical and Geological Investigation Report of Kazeroon Power Planet Site , Moshanir Consulting Engineers ,1996

39- Geotechnical Investigation of Qareh Darreh Site . 2nd phase, Pey Kaav Consulting Engineers, 2001

40- Geotechnical Investigation of Hadji Qeshlaaq Site . 2nd phase, Pey Kaav Consulting Engineers, 1999

41- Geotechnical and Geological Investigation Report of Lahijan Gas Power Planet Site , Gilan Consulting Engineers ,1997

42- Minitab help, http://www.minitab.com, Minitab Inc,1996.

43- Goldberg, D. E., “Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning”, Addison-Wesley, (1989).

44- Golub G.H. and Reinsch C.,” Singular Value Decomposition and Least Squares Solutions”, Numer. Math., 14(5), 1970,pp. 403-420.

45- Press W.H., Teukolsky S.A., Vetterling W.T., and Flannery B.P.,”, Numerical Recipes in FORTRAN: The Art ofScientific Computing”, 2nd Edition, Cambridge University Press, 1992.

1- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت نيروگاه کيش، 1374، وزارت نيرو، مهندسين مشاور مشانير.

2- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي خط ترانزيتي ماهشهر، 1372، وزارت نيرو، مهندسين مشاور مشانير.

3- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت يانگي کند، 1378، وزارت نيرو، مهندسين مشاور مشانير.

4- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت نيروگاه خوي، 1377، وزارت نيرو، مهندسين مشاور مشانير.

5- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت نيروگاه مشهد، 1376، وزارت نيرو، مهندسي مشاور مشانير.

6- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت نيروگاه کازرون، 1375، وزارت نيرو، مهندسين مشاور مشانير.

7- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت قره دره، 1380، فاز دوم، مهندسين مشاور پي کاو.

8- سايت حاجي قشلاق، 1378، فاز دوم، مهندسين مشاور پي کاو.

9- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت نيروگاه لاهيجان، 1376، گروه مهندسين گيلان.

10- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت سد چغاخور،مهندسين مشاور مهاب قدس

11- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت سد طالقان، مهندسين مشاور مهاب قدس

12- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت سد سيمره، مهندسين مشاور مهاب قدس

13- گزارش مطالعات ژئوتکنيک و زمين شناسي سايت سد سبزکوه، مهندسين مشاور مهاب قدس

 

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “تخمین ضرایب آزمايش تحکيم در لايه‌هاي آبرفتي با استفاده از مدلسازي با Anfis و شبکه‌هاي عصبي”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

+ 61 = 62