%34تخفیف

دانلود پروژه:پیش بینی تراوش از بدنه سدهای خاکی با استفاده از روش­های داده­کاوی

تعداد144 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشددر رشته مهندسی عمران

گرایش مکانیک خاک و پی

 

پیش بینی تراوش از بدنه سدهای خاکی با استفاده از روش­های داده­کاوی

چکیده

سدها همواره از سازه­های زیر بنایی شمرده می‌شوند و دارای ارزش حیاتی می­باشند. در گذشته ایجاد سد عمدتاً با اهداف تأمین آب آشامیدنی و آبیاری مزارع کشاورزی بوده ولی امروز به دلیل نیاز به انرژی برق آبی و اهداف دیگر توسعه بیشتری یافته است. برآورد میزان ۲۰ میلیارد متر مکعب برداشت از آب‌های شیرین جهان خود دلیلی براهمیت سد­سازی در دنیای امروز است.  از این رو، بررسی و جلوگیری از خرابی سدها از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. اگرچه در گذشته پدیده روگذری، اولین دلیل تخریب سدها بوده است اما امروزه با افزایش دوره طراحی سیلاب، عمده­ترین مشکلی که توجه مهندسان را به خود جلب کرده است، مسئله تراوش است. وجود تراوش در سدهای خاکی غیر قابل اجتناب است، اما اگر شرایط مناسبی برای فرسایش خاک وجود داشته باشد، موجب شسته شدن نقاط مستعد گردیده و چنانچه در ابتدای بروز فرسایش اقدامات لازم صورت نگیرد، به تخریب سد منجر می­شود. اصولاً بروز تراوش در سدهای خاکی امری اجتناب­ناپذیر است. اما می­بایست تراوش طوری مهار شود تا در مدت 50 الی 100 سال بهره­برداری سد، نتواند به پایداری و ایمنی سد لطمه­ای بزند. با وجود تمام پیشرفت­هایی صورت گرفته در علم مهندسی ژئوتکنیک، معضل تراوش تا به امروز اصلی­ترین مشکلی است که در سدها بروز می­کند.

در این تحقیق تلاش شد با به­کارگیری شبکه عصبی مصنوعی به عنوان یکی از قویترین و معروف­ترین روش­های داده­کاوی به پیش­بینی تراوش از بدنه سد  خاکی “ستارخان” پرداخته شود. جهت تحقق به این هدف، از مجموعه داده­ای شامل 1684 داده پیزومتری استفاده شد. مجموعه داده به دو بخش آموزش و صحت­سنجی با نسبت 80 به 20 تفکیک شدند. به­کارگیری پارامترهای آماری مناسب و کاربردی نشان داد شبکه ارائه شده به خوبی آموزش دیده است و قابلیت بالایی در پیش­بینی پدیده تراوش دارد.

 بررسی جامع آمار خرابی در سدها، علل مختلف خرابی سدهای خاکی و شناخت پدیده تراوش به عنوان مهترین علل خرابی سدهای خاکی از دیگر بخش­های مهم این تحقیق می­باشند.

کلمات کليدي:آمار سدسازی، سدهای خاکی، تراوش، علل خرابی سدها، داده­کاوی، شبکه عصبی مصنوعی

فهرست مطالب

چکیده

فصلاول:کلیات 1

1-1-مقدمه 2

1-2-بیانمسئله 3

1-3-اهیمتوضرورتتحقیق 5

1-4-متغییرهایتحقیق 8

1-5-متغییرهایتحقیق 8

1-5-1-هدفاصلي(کلی) تحقيق 8

1-5-2-اهداففرعي(اختصاصی) 8

1-6-سوال­هایتحقیق 9

1-6-1-سوالاصليتحقيق: 9

1-6-2-سوال­هایفرعي(ویژه) 9

1-7-فرضيه­هایتحقیق 9

1-8-تعریفواژه­هاواصطلاحاتفنیوتخصصی ( بهصورتمفهومیوعملیاتی) 10

1-8-1-تعاریفمفهومی 10

1-8-2-تعاریفعملیاتی 11

1-9-محدودیت­هایتحقیق 11

فصلدوم:مبانی نظری و پیشینه تحقیق 12

2-1-تئوریپدیدهتراوش 13

2-1-1-مقدمه 13

2-1-2-جریاندرمحیط‌هایمتخلخل 13

2-1-3-تراوشحالتپایدارایزوتروپیکناهمگن 17

2-1-4-تراوشحالتپایدار،غیرایزوتروپیکوناهمگن 18

2-1-5-جریانیکبعدی 19

2-1-6-قانوندارسيدرخاک‌هایغيراشباع 21

2-1-7-ضريبنفوذپذيريخاک‌هایغيراشباع 23

2-1-8-شرایطمرزیدرمسائلآنالیزتراوش 26

مرزنفوذپذیر 27

2-1-8-1- ورودی‌هاوخروجی‌ها 27

2-1-8-2- سطحتراوش 28

2-1-8-3- خطتراوش 28

2-2-آمارسدسازیدرکشورهایمختلف 28

2-2-1-خرابیسدها 31

2-2-2-آمارخرابیسدها 35

2-2-3-آماردلایلمختلفخرابیسدها 41

2-2-4-عللافزایشتراوش 46

2-2-5-حجممجازوقابلقبولتراوش 48

2-2-6-عواقبسوءتراوش 51

2-3-مظالعاتاخیردرزمینهتراوش 54

2-3-1-مطالعهاِرسایین(2006( 54

2-3-2-مطالعهمیآاووهمکاران(2012) 56

2-3-3-مطالعهنورانیوهمکاران(2012) 56

2-3-4-مطالعهپورکریمیوهمکاران(2013) 57

2-3-5-مطالعهکمان­به­دستودلواری(2013) 58

فصل 3:روشتحقیق 60

3-1-شبکه‌هایعصبیمصنوعی 61

3-1-1-مقدمه 61

3-1-2-مدلریاضیشبکه‌هایعصبی 64

3-1-2-1- نرون 64

3-1-2-2-لایه‌هایچندنرونی 67

3-1-3-شبکه‌هایچندلایه 67

3-1-3-1-توابعمحرک (تابعتبدیل) 69

3-1-4-آموزششبکهوتنظیمپارامترها 72

3-2-سیستماستنتاجعصبی- فازیتطبیقپذیر(ANFIS) 73

3-2-1-تاریخچهمنطقفازی 74

3-2-2-انواعسامانه‌هایفازی 76

3-2-3-ساختارسامانه‌هایفازی 77

3-2-4-سامانهعصبی- فازی‌ 80

3-3-معرفیسدستارخانوبررسیداده­هایابزاردقیقآن 82

3-3-1-مقدمه 82

3-3-2-موقعیتپروژه 83

3-3-3-مشخصاتکلیپروژه 84

3-3-4-مصالحمورداستفادهدربدنهسد 85

3-3-4-1- مصالحمورداستفادهدرهستهآب­بند 85

3-3-4-2- مصالحمورداستفادهدرلایه­هایفیلتر 85

3-3-4-3- مصالحمورداستفادهدرلایه­هایزهکش 85

3-3-4-4- مصالحمورداستفادهدرپوستهسنگریزه­ای 86

3-3-4-5- مصالحمورداستفادهدرلایهمحافظشیب­هایسرابوپایابسد 86

3-3-5-ویژگی­هایزمین­شناسیوژئوتکنیکیساختگاهسدستارخان 87

3-3-5-1- زمینشناسی 87

3-3-5-2- ژئوتکنیکساختگاهسد 88

3-3-5-3- سنگتکیه­گاه­هاوزیرآبرفت 89

3-3-5-4- آبرفتپی 89

3-4-مطالعاتژئوتکنیکمرحلهدوم 90

3-5-آببندیسدتوسطپرده­هایآب­بندبتنخمیری 92

3-6-ابزاربندی 93

3-6-1-پیزومترهایلوله­باز 95

3-6-2-پیزومترهایتار (سیم) مرتعش 95

3-7-بررسیداده­هایابزاردقیقدربدنهسدستارخان 98

فصل 4:نتایج تحقیق 99

4-1-مقدمه 100

4-2-مجموعهداده‌ها 100

4-3-ساختارمدلشبکهعصبیپیشنهادی 102

4-4- ارزیابیومقایسهعملکردمدل‌پیشنهادی 106

4-5-جمع­بندیونتیجه­گیری 118

فصل 5:بحث، نتیجه­گیری و پیشنهادها 119

5-1-مقدمه 120

5-2-نتایج 120

5-3-پیشنهادها 121

فهرست اشکال

شکل (2-1) عبورجریاندرخاک­هایغیراشباع 15

شکل (2-2) تغییراتضریبنفوذپذیریدریکخاکغیراشباع 18

شکل (2-3) تعادلاستاتیکیوشرایطجریانرژیمپایداردرناحیهبافشارهایحفرهایمنفی 21

شکل (2-4) بررسيآزمايشگاهيقانوندارسيبرايجريانآبدرخاک‌هایغيراشباع 23

شکل (2-5) مراحلغيراشباعشدنخاكبراثرخروجتدريجيآبوکاهشدرجهاشباعبهجهتافزايشمكشماتریک 24

شکل (2-6) اثرمكشماتریکبررويدرجهاشباع 25

شکل (2-7) تغییراتضریبنفوذپذیریودرصدرطوبتنسبتبهمکشماتریک 25

شکل (2-8)تغييراتضريبنفوذپذيريبرحسبدرصدرطوبت 26

شکل (2-9) مثال‌هاییازشرایطمرزی 27

شکل (2-10) مقایسهسدهایخاکیساختهشدهدرهفتکشوردنیا(ICOLD, 2008) 29

شکل (2-11) مقایسهسدهایسنگریزهایساختهشدهدرهفتکشوردنیا(ICOLD, 2008) 30

شکل (2-12)مقایسهسدهایوزنیساختهشدهدرهفتکشوردنیا(ICOLD, 2008) 30

شکل (2-13) آمارسدهایساختهشدهدرایران(ICOLD, 2008) 31

شکل (2-14) تعدادمواردتخریبیاآسیبسدهادرکشوهایمختلف (ICOLD, 2008) 36

شکل (2-15)تعدادمواردتخریبیاآسیبدرسدهایثبتشدهدرICOLD 37

شکل (2-16) درصدمواردتخریبیاآسیبدرسدهایثبتشدهدرICOLD 37

شکل (2-17)توزیعتعدادمواردتخریبیاآسیبنسبتبهنوعپیدرسدهایثبتشدهدرICOLD 38

شکل (2-18)توزیعدرصدمواردتخریبیاآسیبنسبتبهنوعپیدرسدهایثبتشدهدرICOLD 39

شکل (2-19) توزیعتعدادنوعتخریبیاآسیبواردهدرسدهایثبتشدهدرICOLD 40

شکل (2-20)توزیعدرصدنوعتخریبیاآسیبواردهدرسدهایثبتشدهدرICOLD 40

شکل (2-21) آمارخرابیدرسدهاناشیازعللمختلفتوسطمیدلبروک 43

شکل (2-22)آمارخرابیدرسدهاناشیازعللمختلفتوسطگرونر 43

شکل (2-23)آمارخرابیدرسدهاناشیازعللمختلفتوسطتاکاسی 44

شکل (2-24) آمارخرابیدرسدهاناشیازعللمختلفتوسطباب 44

شکل (2-25)آمارخرابیدرسدهاناشیازعللمختلفتوسط USCOLD (2008) 45

شکل (2-26) آمارخرابیدرسدهاناشیازعللمختلف 45

شکل (3-1)نواحیاصلییکسلولعصبیبیولوژیک 63

شکل (3-2) شماییکنرونحسی 63

شکل (3-3) مدلنرونتکورودی 65

شکل (3-4) مدلنرونباnورودیرابههمراهتابعتبدیلآن 66

شکل (3-5)مدلشبکه‌ایبایکلایه‌یپنهانباSنرونوRورودی 68

شکل (3-6) مدلشبکه‌ایباسهلایه‌یپنهانبههمراهRورودی 68

شکل (3-7) نمودارتابعمحرکخطی 69

شکل (3-8) نمودارتابعمحرکآستانه‌ایدومقدارهحدی 70

شکل (3-9) نمودارتابعمحرکزیگموئید 71

شکل (3-10) نمودارتابعمحرکتانژانتهیپربولیکی 71

شکل (3-11) ساختارکلییکسامانهاستنتاجفازی 78

شکل (3-12) تعدادیازنمودارهایتوابععضویتمجموعه­هایفازی 79

شکل (3-13) نماییکلیازسدستارخان 82

شکل (3-14) نقشهموقعیتسدستارخان 83

شکل (3-15)نماییازمرتفع­ترینمقطعسدستارخان 84

شکل (3-16) نمایشماتیکمقطع 170+0 97

شکل (3-17) نمایشماتیکمقطع 320+0 97

شکل (4-1) پراکندگیمقادیرفشارپیزومتریک داده­های آموزش 113

شکل (4-2) پراکندگیمقادیرفشارپیزومتریکداده­هایآزمون 114

شکل (4-3) نموداراحتمالتجمعیمقادیرα 115

شکل (4-4)نمودارتوزیعنرمالمقادیرα (a) آموزش(b) آزمون 116

شکل (4-5) هیستوگراممقادیرα(a) آموزش(b) آزمون 117

 

فهرست جداول

جدول (2-1) حجمتراوش،میزانخساراتواقداماتاصلاحیدربعضیازسدها 49

جدول (2-2) توابعفعالیتبکاررفتهدرمطالعهارسایین 55

جدول (4-1) پارامترهایآماریمربوطبهداده‌هایآموزشوآزمون 104

جدول (4-2) وزنهایارتباطیمدلANN 105

جدول (4-3) ثابت‌هایمدلANN 105

جدول (4-4) تعریفپارامترهایآماری 107

جدول (4-5)ارزیابیعملکردمدل‌هایپیشنهادشدهتوسطپارامترهایآماریبرایدسته­هایمختلفداده‌هایآموزش 107

جدول (4-6) ارزیابیعملکردمدلپیشنهادشدهتوسطپارامترهایآماریبرایداده‌هایآزمون 118

1 دیدگاه برای دانلود پروژه:پیش بینی تراوش از بدنه سدهای خاکی با استفاده از روش­های داده­کاوی

  1. geavyType

    I value the content on your websites. Much thanks. Online-Apotheke für Tinasil in Belgien

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo