زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

استفاده از شبکه عصبی مصنوعی به‌منظور برآورد (تخمین) خرابی حین نصب ژئوتکستایل‌های بافته نشده  

نویسندگان
دانشگاه خوارزمی، دانشکدۀ فنی مهندسی، گروه عمران
چکیده
این مقاله مدلی از شبکۀ عصبی پس انتشار را برای پیش‌بینی (گویی) مقاومت کششی باقی‌مانده و چارت طراحی به‌منظور برآورد (تخمین) ضرایب کاهش مقاومت ژئوتکستایل‌های بافته نشده که تحت فرآیند نصب قرار گرفته اند، ارائه می‌کند. 34 داده از تست های برجای مقیاس کامل برای آموزش، صحت‌سنجی و آزمایش شبکه عصبی ایجاد شده (توسعه یافته) و مدل رگرسیونی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که، پیش‌بینی مقاومت کششی باقی‌مانده با استفاده از شبکۀ عصبی آموزش داده شده، تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. پیش‌بینی های به‌دست آمده از شبکۀ عصبی بسیار بهتر از مدل رگرسیونی هستند، به‌طوری‌که درصد خطای حداکثر داده های آموزش داده شده برای شبکه عصبی و مدل رگرسیونی به‌ترتیب کم‌تر از 87/0 درصد و 92/18 درصد است. بر اساس شبکۀ عصبی توسعه یافته، یک چارت طراحی ایجاد شده است. به‌طور‌کلی، ضرائب کاهش مقاومت ژئوتکستایل ها ناشی از خرابی نصب هنگامی که عملیات تراکم در شرایطی اعم از مقاومت کشش چنگکی نمونه پیش از نصب کم‌تر، تنش اعمالی روی ژئوتکستایل بیش‌تر، مصالح خاکریز با اندازۀ دانه بزرگ تر، تراکم نسبی مصالح خاکریز بیش‌تر و بستر ضعیف تر انجام می‌‌شود، افزایش می یابد.
کلیدواژه‌ها

1. Wang L., Zhang G., Zhang J.M., "Centrifuge model tests of geotextile-reinforced soil embankments during an earthquake", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 29 (2011) 222-232.## 2. Tavakoli Mehrjardi G.h., Moghaddas Tafreshi S.N., Dawson A.R., "Pipe response in a geocell reinforced trench and compaction considerations", Geosynthetics International, Vol. 20 (2013) 105-118. ## 3. Portelinha, F.H.M., Zorenberg J.G., Pimental V., "Field performance of retaining walls reinforced with woven and nonwoven geotextiles", Geosynthetics International, Vol. 21 (2014) 270-284. ## 4. Hosseinpou I., Almeida M.S.S., Riccio M., " Full-scale load test and finite-element analysis of soft ground improved by geotextile-encased granular columns". Geosynthetics International, Vol. 22 (2015) 428-438. ## 5. Federal Highway Administration, "Geosynthetic design and construction guidelines", FHWA-HI-95-038 (1998), Washington, USA. ## 6. Greenwood J.H., Brady K.C., "Geotextiles in aggressive soils". Construction and Building Materials, Vol. 6 (1992) 15-18. ## 7. Pinho-Lopes M., Lopes M.L., "Tensile properties of geosynthetics after installation damage", Enviromental Geotechnics, Vol. 1 (2013) 161-178. ## 8. Rosete A., Lopes P.M., Pinho-Lopes M., Lopes M.L., "Tensile and hydraulic properties of geosynthetics after mechanical damage and abration laboratory tests", Geosynthetics International, Vol. 20 (2013) 358-374. ## 9. Carlos D.M., Pinho-Lopes M., Carneiro J.R., Lopes M.L., "Effect of soil grain size distribution on the mechanical damage of nonwoven geotextiles under repeated loading", International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, (2015) 1-9. ## 10. Watn A., Eiksund G., Knutson A., "Deformation and damage of nonwoven geotextiles in road construction", Sixth International Conference on Geosynthetics, (1998) 933-938. ## 11. Moghaddas Tafreshi S.N., Tavakoli Mehrjardi Gh., "The use of neural network to predict the behavior of small plastic pipes embedded in reinforced sand and surface settlement under repeated load", Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 21 (2008) 883-894. ## 12. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) "Standard Specification for Geotextile Specification for Highway Applications", AASHTO M288-08 (2008), Virginia, USA. ## 13. American Society for Testing and Materials (ASTM) "Standard Test Method for Measuring Mass per Unit Area of Geotextiles", ASTM D 5261-10 (2010), West Conshohocken, PA, USA. ## 14. American Society for Testing and Materials (ASTM) "Standard Test Method for Grab Breaking Load and Elongation of Geotextiles", ASTM D 4632-15 (2015), West Conshohocken, PA, USA. ## 15. American Society for Testing and Materials (ASTM) "Standard Test Method for Trapezoidal Tearing strength of Geotextiles", ASTM D 4533-15 (2015), West Conshohocken, PA, USA. ## 16. American Society for Testing and Materials (ASTM) "Standard Test Method for Static Puncture Strength of Geotextiles and Geotextile-Related Products Using a 50-mm Probe", ASTM D 6241-14 (2014), West Conshohocken, PA, USA. ## 17. Tavakoli Mehrjardi Gh., Amjadi Sardehaei E., " Design graphs to estimate reduction factor of nonwoven geotextiles due to installation process", European Journal of Environmental and Civil Engineering, Vol. 22 (2017) 1-14. ## 18. MathWorks Inc., "MATLAB the Language of Technical Computing", Version 8, (2015) Natick, MA, USA. ## 19. Hagan M.T., Dermuth H.B., Beale M., "Neural Network Design". PWS Publishing Co (1995), Boston, MA, USA. ## 20. Berg R.R., Christopher B.R., Samtani N.C., "Design of mechanically stabilized earth walls and reinforced soil slopes - Vol. (1)", FHWA NHI-10-024 (2009), Federal Highway Administration, Washington, USA. ## 21. Watts G.R.A., Brady K.C., "Geosynthetics-installation damage and the measurement of tensile strength", Fifth International Conference on Geotextiles, Geomembranes and Related Products, Singapore, (1994) 1159-1164. ## 22. Elvidge C.B., Raymond G.P., "Laboratory survivability of nonwoven geotextiles on open-graded crushed aggregate", Geosynthetics International, Vol. 6 (1999) 93-117. ## 23. Hufenus R., Rüegger R., Flum D., Sterba I.J., "Strength reduction factors due to installation damage of reinforcing geosynthetics". Geotextiles and Geomembranes, Vol. 23 (2005) 401-424. ## 24. Koerner G.R., Koerner R.M., "The installation survivability of geotextiles and geogrids", Fourth International Conference on Geotextiles, Geomembranes and Related Products, Den Haag, (1990) 597-602. ## 25. Tavakoli Mehrjardi Gh., Moghaddas Tafreshi S.N., Dawson A.R., "Combined use of geocell reinforcement and rubber-soil mixtures to improve performance of buried pipes", Journal of Geotextiles and Geomembranes, Vol 34(4) (2012) 116-130. ## 26. Tavakoli Mehrjardi Gh., Ghanbari A., Mehdizadeh H., "Experimental study on the behaviour of geogrid-reinforced slopes with respect to aggregate size", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 44 (2016) 862-871. ## 27. Tavakoli Mehrjardi Gh., Khazaei M., " Scale Effect on the Behavior of Geogrid-Reinforced Soil under Repeated Loads", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 45(6) (2017) 603-615. ##