زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

پیش‌بینی سختی خاک در پایۀ پل‌ها با در نظرگیری اندرکنش خاک-سازه با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی

نویسندگان
1 دانشگاه خوارزمی، دانشکدۀ فنی، گروه مهندسی عمران
2 دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی
چکیده
بحث دربارۀ مدل‌سازی اندرکنش خاک-گروه شمع به‌دلیل تعداد زیاد پارامترهای دخیل در آن یکی از مباحث پیچیده و البته مورد توجه محققان در سال‌های اخیر بوده است که به روش‌های مختلف به آن پرداخته‌اند. در سال‌های اخیر روش شبکۀ عصبی مصنوعی در بسیاری از مسائل مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک از جمله مسائل مرتبط با شمع‌ها استفاده شده است. در این پژوهش پاسخ دینامیکی گروه شمع-خاک زیر یک پل تک‌پایه با درنظرگیری اثر اندرکنش خاک-سازه به‌روش تحلیلی محاسبه شد . به‌علاوه یک مدل شبکه عصبی با استفاده از مدل چند لایه پیشخور برای پیش‌بینی سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک واقع در خاک دانه‌ای در نظر گرفته شد. هم‌چنین تأثیر پارامترهای مختلف بر محاسبۀ مقدار سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک بحث و بررسی شد. در نهایت با توجه به مقدار ضریب تبیین 99/0 و کم‌ترین میزان مربعات خطای 00000088/0 مدل شبکه عصبی ارائه شده می‌تواند یک ابزار قدرتمند برای پیش‌بینی میزان سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک و طراحی بهینۀ گروه شمع برای دست‌یابی به طول و قطر بهینۀ شمع‌ها و کاهش هزینۀ مربوط به تجهیزات حفاری باشد.



کلیدواژه‌ها

1. Chouw N., Hao H., "Significance of SSI and nonuniform near- fault ground motions in bridge response I: Effect on response with conventional expansion joint", Engineering structures. Vol. 30 (2008) 141-153.## 2. Soyluk K., Sicacik E. A., "Soil-structure interaction analysis of cable-stayed bridges for spatially varing ground motion components", Soil dynamics and earthquake engineering. Vol. 35 (2012) 80-90. ## 3. Chowdhury I., Tarafdar R., Ghosh A., Dasgupta P. S., "Dynamic soil-structure interaction of bridge piers supported on well foundation", Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Vol. 97 (2017) 251-265. ## 4. Carbonari S., Morici M., Dezi F., Gara F., Leoni G., "Soil-structure interaction effects in single bridge piers founded on inclined pile groups", Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Vol. 92 (2017) 52-67. ## 5. Pacheco G., "Dynamic lateral response of single piles considering soil inertia contribution", Ph.D Dissertation, University of Puerto Rico. Puerto Rico (2006). ## 6. Maravas A., Mylonakis G., Karabalis D. L., "Soil Dynamics and Earthquake Engineering", Vol. 61-62 (2014) 29-39. ## 7. Raheem S. E. A., Hayashikawa T., "Soil-structure interaction modeling effects on seismic response of cable-stayed bridge tower", International Journal of Advanced Structural Engineering (2013) 5-8. ## 8. Carbonari S., Morici M., Dezi F., Gara F., Leoni G., "Soil-structure interaction effects in single bridge piers founded on inclined pile groups", Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Vol. 92 (2017) 52-67. ## 9. Gholami R, Shirgir V, Ghanbari A, Shahrouzi M., "A new analytical model for estimating the natural frequency of pile-supported bridge", Transportation Infrastructure Geotechnology, 5 (2) (2018) 75-92. ## 10. Shirgir V, Ghanbari A, Shahrouzi M., "Natural frequency of single pier bridges considering soil-structure interaction", Journal of Earthquake Engineering, 20 (2016) 611-632. ## 11. Ahmad I., El Naggar M. H., Khan A. N., "Artificial neural network application to estimate kinematic soil pile interaction response parameters", Soil D Dynamics and Earthquake Engineering, 27 (2007) 892-905. ## 12. Ismail A., Jeng D. S., "Modelling load–settlement behaviour of piles using high-order neural network (HON-PILE model)", Engineering Applications of Artificial Intelligence, 24 (2011) 813-821. ## 13. Tarawneh B., "Pipe pile setup: Database and prediction model using artificial neural network", Soils and Foundations, 53 (4) (2013) 607-615. ## 14. Momeni E., Nazir R., Armaghani D. J., Maizir H., "Application of Artificial Neural Network for Predicting Shaft and Tip Resistances of Concrete Piles", Earth Sciences Research Journal, 19 (1) (2015) 85-93. ## 15. Baiziar M. H., Azizkandi K. S., Kashkooli A., "Prediction of pile settlement based on cone penetration test results: An ANN approach", KSCE Journal of Civil Engineering, 19(1) (2015) 98-106. ## 16. API. "Recommended practice for planning, designing, and constructing fixed offshore platforms", American Petroleum Institute. Section 6.8 Soil reaction for Laterally Loaded Piles. USA (2007). ## 17. AASHTO, "LRFD Bridge Design Specifications", American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington DC. USA (2012). ## 18. GEOSPECRTA, "A division of Kleinfelder, Inc. Design manual", Foundation stiff-nesses under seismic loading. Washington State Department of Transportation. USA (1997). ## 19. Datta T. K., "Seismic analysis of structures", John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd, 2 Clementi Loop, 02-01, Singapore (2010). ## 20. Rahmani A., Taiebat M., Finn L. W. D., Ventura C. E., " Evaluation of substructuring method for seismic soil-structure interaction analysis of bridges", Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Vol. 90 (2016) 112-127. ## 21. Tang R., Deb S., Vasilakos A. V., Millham R., "Dynamic group optimization algorithm for training feed-forward neural networks", Nero Computing. In press (2018). ## 22. Mangalathus S., Heo G., Jeon J. S., "Artifical neural network based multi-dimensional fragility development of skewed concrete bridge classes", Engineering structures. Vol. 162 (2018) 166-176. ## 23. Tetko I. V., Alessandro E., Villa P., "Efficient partition of learning data sets for neural network training", Neural Networks. Vol. 10 (8) (1997.) 1361-1374. ##