زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

تخمین چندمتغیره خصوصیات تودۀ سنگ نسبت به عمق با استفاده از ANFIS مبتنی بر خوشه‌بندی کاهشی (مجموعه تونل‌های آزادراه خرم آباد- پل زال)

نویسندگان
1 ناظر شرکت مهندسین مشاور در پروژه
2 دانشگاه صنعتی امیر کبیر، دانشکده مهندسی معدن
چکیده
ترکیب شبکه عصبی تطبیقی مبتنی بر سیستم استنتاج فازی (ANFIS) و خوشه‌بندی کاهشی (SC) برای ارزیابی مدول تغییرشکل‌پذیری تودۀ سنگ (Em) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCSm) با در نظر گرفتن عمق اندازه‌گیری‌ها استفاده شده است. برای این منظور، 125 داده متشکل از 9 متغیر مقاومت فشاری توده سنگ (UCSm)، مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (Em)، عمق اندازه‌گیری، فاصله‌داری درزه، تداوم درزه، بازشدگی درزه، مقاومت فشاری سنگ بکر (UCSi)، شاخص ژئومکانیکی (RMR) و مدول الاستیک (Ei) برای یادگیری مدل ANFIS مبتنی بر خوشه‌بندی کاهشی (ANFISBSC) استفاده شده است. سپس در مرحلۀ دوم، مدل آموزش یافته ANFISBSC در مجموعه داده‌های 40 گانه آزمایش شده است. بنابراین، با در نظر گرفتن تأثیر پیچیدگی مدل در صحت ارزیابی، توده سنگ با مدل‌های 2 تا 6 متغیره شبیه‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی مدل‌های چندمتغیره توده سنگ برای ارزیابی مقاومت فشاری توده سنگ (UCSm) و مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (Em) نشان داده است که با پیچیده شدن مدل ANFISBSC از 2 متغیره به 6 متغیره، صحت روش افزایش می‌بابد. مطابق نتایج به‌دست آمده، مدل سه متغیره شبیه‌سازی به‌روش ANFISBSC اگرچه روند کلی تخمین مقاومت فشاری توده سنگ (UCSm) و مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (Em) را به دست می دهد ولی همراه با 20 -30 درصد خطا می باشد؛ در حالی که در مدل 6 متغیره، مدول تغییر شکل‌پذیری توده سنگ (Em) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCSm) به‌صورت موفقیت‌آمیزی با خطای کم‌تر از 3 درصد تخمین زده می‌شود. هم‌چنین، شیب خط نمودار داده‌های اندازه‌گیری و داده‌های تخمین زده شده در مدل 6 متغیره به 1 نزدیک می‌شود و در مدل 3 متغیره، شیب این خط، 94/0 است. بنابراین نتیجه‌گیری می‌شود که مدل 6 متغیره شبیه‌سازی شده با ANFISBSC پیش‌بینی قابل‌قبولی از مدول تغییرشکل‌پذیری توده سنگ (Em) و مقاومت فشاری توده سنگ (UCSm) را به‌دست می‌دهد
کلیدواژه‌ها

1. Shahriar K., Sharifzadeh M., Khademi J., "Geotechnical risk assessment based approach for rock TBM selection in difficult ground conditions", Tunnelling and Underground Space Technology, 23 (2008) 318-325.## 2. Sharma V. M., Saxena K.R., "In-situ characterization of rocks", Taylor and Francis groups (2002). ## 3. Baecher G. B., Christian J. T., "Reliability and statistics in geotechnical engineering". USA: John Wiley & Sons (2003). ## 4. Chiu, S., "Fuzzy model identification based on cluster estimation". J. Intell, Fuzzy Syst, v. 2 (1994) 267-278. ## 5. Iran Oston Consulting Eng., "Geology and geotechnical reports on Khorramabad-Polezal freeway" (2007). ## 6. Zhang L., "Engineering properties of rocks", Elsevier geo-engineering book series, v. 4 (2005). ## 7. Moosavi S. H., Sharifezadeh M., "General Idea for Study of Rock Mass Variability Respect to Depth (Freeway Tunnels of Khorramabad–Polezal)", Journal of Engineering Geology, Vol. 3. No.1&2 (2010) 51-70. ## 8. Moosavi S. H., "Comparison of engineering rock mass properties at investigation stage to actual measured data at construction stage -applied in Khorram abad-Polezal tunnels", MSc Thesis, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic), Iran (2010). ##