وبلاگ جامع
,وبلاگ جامع فروش انواع فایلوبلاگ جامع
,وبلاگ جامع فروش انواع فایلپایان نامه تخمین ضرایب آزمایش تحکیم در لایه های آبرفتی با استفاده از مدل سازی با Anfis و شبکه عصبی
پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران
تخمین ضرایب آزمایش تحکیم در لایه‌های آبرفتی با استفاده از مدلسازی با Anfis و شبکه های عصبی
با فرمت قابل ویرایش word
تعداد صفحات: 128 صفحه
تکه های از متن به عنوان نمونه :
چکیده
نشست تحکیمی یکی از ملاحظات مهم طراحی در پروژه‌های عمرانی همچونه سازه ها، راهها و راه آهن است. این پدیده بوسیله آزمایش تحکیم تعیین می‌شود. آزمایش تحکیم یک آزمایش نسبتا وقت گیر و پر هزینه است که باید با دقت کافی انجام شود. در بسیاری از پروژه ها به خصوص در پروژه‌های خطی مانند راهها و راه آهن عدم انجام آزمایش تحکیم به تعداد و با دقت کافی ممکن است سبب وارد آمدن خسارات قابل توجهی گردد. با توجه به زمان نسبتا زیاد آزمایش تحکیم، تخمین نشست تحکیمی بر مبنای پارامترهای موثری که با انجام آزمایشات ساده و کم هزینه و با دقت کافی قابل تعیین باشند، همواره مورد توجه بسیاری از کارشناسان و محققین ژئوتکنیک و راه سازی بوده است.
در این پژوهش با استفاده از مجموعه‌ای از داده‌های آزمایشگاهی بدست آمده از چهارده طرح بزرگ ایران و به کمک روش برازش خطی گام به گام رابطه‌ای برای تخمین میزان نشست تحکیمی خاک بر اساس پارامترهای موثر وابسته ارائه شده است و با استفاده از مجموعه‌ای از داده‌های آزمایشگاهی نتایج این رابطه با نتایچ آزمایشگاهی و روابط ارائه شده توسط محققین دیگر مقایسه شده است و از روش‌های Anfis و Neural Network جهت مدل سازی استفاده شد. بر اساس نتایج آزمایشگاهی مدل ارائه شده نسبت به روابط قبلی از خطای کمتری برخوردار بوده و تطابق بهتری با نتایج واقعی دارد.
واژه‌های کلیدی:
نشست تحکیمی، ضریب فشردگی، شبکه‌های عصبی -فازی
فهرست
عنوان شماره صفحه
فصل اول: کلیات 1
1- مقدمه. 2
1-1- تعریف مساله و هدف از پژوهش…. 2
1-2- پدیده تحکیم.. 2
1-3- منطق فازی.. 3
فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته. 6
2-1- مقدمه. 7
2-2- شناسایی پارامترهای موثر در نشست تحکیمی خاک…. 7
2-3- مروری بر تاریخچه تحقیقاتی نظریه مجموعه‌های فازی و زمینه‌های آن در مهندسی عمران. 9
2-3-1- اولین زمینه‌های فکری.. 9
2-3-2- دهه 60: ظهور فازی.. 9
2-3-3- دهه 70: تثبیت مفاهیم بنیادی و ظهور اولین کاربردها 10
2-3-4- دهه 90 و سالهای آغازین قرن 21: چالشها کماکان باقیست… 11
2-3-4- فازی در ایران: 11
2-3-5- نظریه فازی در مهندسی عمران. 12
فصل سوم: تحکیم.. 13
3- 1 مقدمه. 14
3-2 اصول پایه تحکیم.. 14
3-2-1 مفاهیم کلی تحکیم یک بعدی.. 14
3-2-2 نظریه تحکیم یک بعدی.. 15
3-2-2-1 محاسبه نشست تحکیم یک بعدی: 16
3-2-2-2 حل معادله تحکیم.. 18
3-2-2-3 آزمایش تحکیم.. 19
3-2-2-3-1 آزمایش تحکیم با سرعت تغییر شکل نسبی ثابت… 20
3-2-2-3-2 آزمایش تحکیم با شیب ثابت… 21
3-2-2-4 خصوصیات تراکم پذیری.. 23
3-2-2-4-1 اندازه گیری غیر مستقیم شاخص تراکم: 24
3-2-3 نشست تحکیم.. 25
3-2-4 درجه تحکیم.. 26
3-2-5 محاسبه ضریب تحکیم با استفاده از نتایج آزمونها آزمایشگاهی.. 27
3-2-5-1 روش لگاریتم زمان. 27
3-2-5-2 روش ریشه دوم زمان. 28
3-2-5-3 روش شیب بیشینه سو. 29
3-2-5-4 روش محاسباتی سیوارام و سوامی.. 30
3-2-6 تاثیر دست خوردگی نمونه بر روی منحنی : 30
3-2-7 تحکیم ثانویه. 31
3-2-7-1 تاثیر تحکیم ثانویه بر روی فشار پیش تحکیمی.. 33
3-2-8 تحکیم به کمک زهکش‌های ماسه‌ای.. 34
فصل چهارم: منطق فازی و کاربرد آن در مهندسی عمران. 37
4-1- مقدمه. 38
4-2- مجموعه‌های فازی.. 40
4-2-1- تعاریف و مفاهیم اولیه مجموعه‌های فازی.. 40
4-2-2- چند مفهوم مقدماتی.. 41
4-2-3- نماد گذاری.. 41
4-2-4- عملگرهای مجموعه ای.. 41
4-3- اصل توسعه و روابط فازی.. 45
4-3-1- اصل توسعه. 45
4-3-2- حاصل ضرب کارتزین فازی.. 46
4-3-3- اصل توسعه بر روی فضای حاصل ضرب کارتزین.. 46
4-3-4- رابطه فازی.. 47
4-3-5- ترکیب روابط فازی.. 47
4-3-6- اعدادی فازی.. 47
4-3-7- اعداد فازی L-R.. 48
4-4- منطق فازی.. 50
4-4-1- استدلال فازی.. 50
4-4-2- متغیرهای زبانی.. 50
4-4-3- قیود زبانی.. 51
4-4-4- قواعد اگر- آنگاه. 52
4-4-5- گزاره فازی.. 52
4-4-6- شیوه استدلال فازی.. 53
4-4-7- روش ممدانی.. 55
4-4-8 روش استدلال فازی با استفاده از توابع خطی.. 59
4-4-9- استدلال فازی ساده شده. 62
4-5- کاربردهای فازی در مهندسی عمران. 62
4-5-1- سیستمهای فازی.. 62
4-5-2- پایگاه قواعد. 63
4-6-3- ویژگی‌های مجموعه قواعد. 64
4-5-4- موتور استنتاج فازی.. 64
4-5-5- فازی ساز. 65
4-5-6- غیر فازی ساز: 66
4-5-7- کنترل فازی.. 67
فصل پنجم: آشنایی با مفاهیم شبکه عصبی.. 69
5-1 سلول عصبی مصنوعی.. 70
5-2 توابع تحریک…. 70
5-3 شبکه‌های عصبی چند لایه. 72
5-4 شبکه‌های بازگشتی.. 73
5-5 آموزش شبکه. 74
5-6 هدف از آموزش شبکه. 74
5-7 آموزش نظارت شده. 74
5-8 آموزش غیر نظارت شده. 75
5-9 روش‌های تربیت و آموزش آماری.. 76
5-10 خودسازمانی.. 77
5-11 الگوریتم انتشار برگشتی.. 78
5-12 ساختار شبکه در الگوریتم انتشار برگشتی.. 79
5-13 نگرشی کلی بر آموزش شبکه. 80
5-14 تشخیص تصویر. 80
5-15 حرکت به پیش…. 82
5-16 برگشت به عقب ـ تنظیم وزن‌های لایه خروجی.. 82
5-17 تنظیم وزن‌های لایه پنهان. 83
5-18 سلول عصبی بایاس در شبکه. 84
5-19 اندازه حرکت… 84
5-20 الگوریتم‌های پیشرفته. 85
5-21 کاربردها و اخطارهای انتشار برگشتی.. 86
5-22 اندازه گام. 87
5-23 ناپایداری موقتی.. 87
5-24 مبنای ریاضی الگوریتم انتشار برگشتی.. 87
5-26 نحوه ارائه زوج‌های آموزشی به شبکه. 91
5-27 سنجش میزان یادگیری و عملکرد شبکه. 91
5-28 جذر میانگین مربع خطاها 92
5-29 استفاده از دستورات MATLAB.. 93
فصل ششم: برآورد ضریب فشردگی تحکیم به وسیله پارامترهای فیزیکی خاک…. 95
6-1- مقدمه. 96
6-2- شناسایی پارامترهای موثر در نشست تحکیمی خاک…. 97
6-3 بانک اطلاعات مورد استفاده. 98
6-4 تحلیل اطلاعات با استفاده از روش برازش خطی.. 99
6-5- نتیجه گیری.. 102
فصل هفتم: مدل سازی ضریب فشردگی با استفاده از شبکه‌های عصبی-فازی (ANFIS). 104
7-1 آشنایی با مدلسازی توسط ANFIS.. 105
7-2 مدلسازی ضریب فشردگی با استفاده از شبکه عصبی-فازی (ANFIS). 107
7-3 چگونگی مدلسازی وتحلیل مدل و بررسی نتایج.. 109
فصل هشتم: نتیجه گیری، پیشنهادات، محدودیت‌ها 120
8-1 نتیجه گیری.. 121
8-2- محدودیت ها: 121
8-3- پیشنهاد برای ادامه مطالعه: 122
Reference. 123
فهرست جدول ها
جدول صفحه
جدول 2-1 : فرمولهای تجربی برای تعیین ….. 8
جدول 3-1 طبقه بندی خاکها بر اساس تراکم پذیری ثانویه. 33
جدول 4-1 جدول قاعدگی برای رانندگی.. 59
جدول 6-2 : مشخصات کلی داده‌های اولیه. 98
جدول 6-3 : نتایج برازش خطی گام به گام. 100
جدول 7-1 : نتایج آزمایشگاهی موجود برای ضریب فشردگی.. 107
فهرست شکل ها
شکل صفحه
شکل 1 – نمایش یک سیستم فازی.. 4
شکل 2-1 تعیین ضریت فشردگی.. 7
شکل 3-1 تغییر فشار آب حفره‌ای و تنش موثر ناشی از اعمال سربار. 16
شکل 3-2 محاسبه تحکیم یک بعدی.. 17
شکل3-3 محاسبه …. 18
شکل 3-4 دستگاه تحکیم(ادومتر) 20
شکل 5-3 نمودار شماتیک دستگاه آزمایش تحکیم با سرعت تغییر شکل نسبی کنترل شده. 21
شکل 3-6 نمودار شماتیک آزمایش تحکیم با شیب ثابت… 22
شکل3-7 مراحل مختلف در آزمایش با شیب کنترل شده. 22
شکل 3-8 نشست تحکیم.. 26
شکل 3-9 روش لگاریتم زمان برای محاسبه …. 28
شکل 3-10 روش ریشه دوم زمان برای محاسبه …. 29
شکل 3-11 روش شیب بیشینه سو برای محاسبه …. 30
شکل 3-12 تاثیر دست خوردگی نمونه بر منحنی…………… 31
شکل 3-13 ضریب تحکیم ثانویه برای خاکهای طبیعی رسوبی 1973 G.Mesri 32
شکل 3-14 تاثیر نسبت افزایش بار یکسان، بر روی ضخامت نمونه. 33
شکل 3-15 تاریخچه زمین شناسی.. 34
شکل 3-17 شالوده انعطاف پذیر(الف) و صلب (ب) واقع بر خاک رس… 35
شکل 4-1 مکمل فازی.. 42
شکل 4-2 اجتماع فازی.. 43
شکل 4-3 اشتراک فازی.. 44
شکل 4-4 اعداد مثلثی.. 49
شکل 4-5 اعداد نرمال. 49
شکل 4-6 اعداد سهموی.. 50
شکل 4-8 توابع عضویت برای رانندگی.. 58
شکل 4-9 مجموعه‌های فازی برای بخش نتیجه. 61
شکل 4-10 ساختار اصلی سیستمهای فازی با فازی ساز و غیر فازی ساز. 63
شکل 5-1: شبکه یا یک نود. 70
شکل 5-2 : تابع سیگموید. 71
شکل 5-3 : تشخیص تصویر. 81
شکل 5-4 : سلول عصبی بایاس در شبکه. 84
شبکه5-5 : MLP با یک نود. 93
شکل 5-6 : شبکه پرسپترون چند لایه MLP با یک لایه مخفی. 94
شکل 6-1: میزان پراکندگی در داده‌های اولیه برای رابطه (9) 100
شکل 6-2 : مناسبترین توابع درجه دو و درجه 3 برای تعیین Cc از روی … 101
شکل 6-3 : آزمایش رابطه 6-13 و مقایسه با روابط دیگر محققین.. 103
شکل 7-1 توابع عضویت ورودی PL.. 111
شکل 7-2 توابع عضویت ورودی LL.. 111
شکل 7-3 توابع عضویت ورودی … 112
شکل 7-4 : مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدل ANFIS (داده‌های آموزش) 112
شکل 7-5 : مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدل ANFIS (داده‌های تست) 113
شکل 7-6 : مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدل شبکه عصبی (داده‌های آموزش) 118
شکل 7-7 : مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدل شبکه عصبی (داده‌های تست) 118
– مقدمه
1-1- تعریف مساله و هدف از پژوهش
راه حل مستقیم برای تعیین پارامترهای نشست تحکیمی خاک، استفاده از آزمایش تحکیم است. مطابق استاندارد انجام آزمایش تحکیم نیاز به صرف حدود یک هفته وقت دارد. دشواری انجام آزمایش تحکیم و بالاخص زمان طولانی و هزینه بالای آن سبب بروز محدودیت‌های فراوان در کیفیت و کمیت آزمایش به ویژه در پروژه‌های حجیم و وقت گیر شده است. در اکثر این پروژه ها به منظور جلو گیری از نیاز به زمان طولانی و همچنین کاهش هزینه‌های انجام مطالعات ژئوتکنیک اغلب تعداد آزمایش ها کاهش داده می‌شود و در نتیجه اطلاعات پیوسته و جامع از خاکها بخصوص در مواردی که تنوع لایه بندی زیاد است، بدست نمی‌آید. این امر سبب می‌شود طراحان بدون داشتن اطلاعات کافی، اقدام به ساده سازی پارامترهای طراحی می‌نمایند که معمولا به صورت دست بالا است و از جهت دیگر سبب افزایش هزینه‌های اجرا می‌شود. بنابراین لازم است معیارهایی مشخص گردند تا بتوان از طریق آنها به دانشی جامع و با خطای قابل قبول پارامترهای تحکیم را تخمین زد. این کار علاوه بر اینکه سبب کاهش حجم آزمایشات و صرفه جویی در زمان و هزینه می‌شود از طرف دیگر می‌تواند اطلاعات پیوسته‌ای از ساختگاه مورد نظر را فراهم سازد و دانش طراحان را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. با توجه به این موارد محققین مختلفی سعی کردند تا با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی فرمولهای تجربی جهت تعیین پارامترهای تحکیم خاک ارائه دهند. بدین طریق می‌توان بدون انجام آزمایش تحکیم اقدام به تخمین نتایج حاصل از آن نمود. در این پژوهش پس از بررسی روابط ارائه شده توسط سایر محققین جهت تخمین نشست تحکیمی، با استفاده از اطلاعات تفصیلی بدست آمده از چهارده پروژه بزرگ ایران و با استفاده از شبکه‌های عصبی- فازی (ANFIS) مدلی با دقت بالا جهت تعیین نشست تحکیمی خاک ارائه می‌شود.
و......
