تخمین مهمترین پارامتر ژئومکانیکی خاک‌های غیراشباع با بکارگیری روش‌های مختلف هوش مصنوعی

Abstract

در پیش‌بینی رفتار سازه‌‌های ژئوتکنیکی که بر خاک‌های غیر اشباع احداث می‌شوند، دانستن خواص ژئومکانیکی به‌ویژه تنش مؤثر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. تأثیر مکش در خاک های غیراشباع موجب تغییر در رفتار حجمی و برشی خاک می‌شود. از این رو در تعیین مقاومت برشی در خاک‌های غیراشباع، پارامتر تنش مؤثر (χ) به‌عنوان تابعی از مکش نقش اساسی دارد. تعیین این پارامتر نیازمند زمان و هزینه زیادی است که در آزمون‌های آزمایشگاهی صرف می‌شود. هدف از این تحقیق ارزیابی چند روش هوشمند برای ایجاد مدل‌هایی است که از طریق غیرمستقیم پارامتر χ را به‌طور دقیق تخمین بزند. بدین منظور از ۱۲۰ داده (که از نتایج آزمایش‌های سه محوره، برشی، صفحه فشار و کاغذ فیلتر است) و روش‌های هوشمند جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان و نزدیک‌ترین همسایگی در نرم‌افزار هوشمند WEKA استفاده شده‌است. نتایج نشان می‌دهد که مدل‌های توسعه یافته توسط سه روش هوشمند جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان و نزدیک‌ترین همسایگی، از عملکرد و دقت بسیار خوبی برخوردار هستند. اما مدل جنگل تصادفی در ارزیابی بر روی داده‌های آزمون با R2=0.918 و RMSE=0.079، بهتر از دو مدل دیگر است. به‌علاوه در این تحقیق آنالیز حساسیت به‌منظور تعیین اهمیت پارامترهای مؤثر بر روی پارامتر χ انجام شد که از بین پارامترهای ورودی در مدل‌سازی، مشخص شد که پارامتر محتوای آب حجمی ( ) بیشترین تأثیر را بر روی پارامتر χ دارد.

Keywords

• تنش مؤثر
• جنگل تصادفی
• ماشین بردار پشتیبان
• نزدیک‌ترین همسایگی
• آنالیز حساسیت
• نرم‌افزار weka