پیش‌بینی مدول برجهندگی مصالح اساس تثبیت‌شده تحت اثر سیکل‌های تر و خشک‌شدن با استفاده از سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی (ANFIS)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران

چکیده

یکی از مهم‌ترین پارامترهای ورودی برای طراحی روسازی با استفاده از روش مکانیستیک- تجربی، مدول برجهندگی مصالح مختلف روسازی است. مدول برجهندگی معمولاً با انجام آزمایش بارگذاری سه محوری دینامیک تعیین می شود که بسیار پر هزینه و زمان‌بر است و نیاز به امکانات آزمایشگاهی خاصی دارد. هدف از این مقاله ارائه یک مدل بر پایه سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی (ANFIS) به‌منظور پیش‌بینی مدول برجهندگی مصالح اساس تثبیت‌شده با افزودنی‌های مختلف تحت اثر سیکل‌های تر و خشک شدن است. برای این منظور از یک پایگاه داده آزمایشگاهی متشکل از 704 رکورد استفاده شد. در این تحقیق پارامترهای ورودی به مدل ANFIS شامل تعداد سیکل‌های تر و خشک شدن، نسبت آهک آزاد به سیلیس، آلومینا و ترکیبات اکسید آهن در مواد سیمانی(SFA)، نسبت دانسیته خشک حداکثر به درصد رطوبت بهینه، تنش انحرافی و تنش محدودکننده در نظر گرفته شدند. نتایج نشان‌دهنده‌ی دقت بالای مدل با ضریب رگرسیون 9669/0 و 9625/0 به ترتیب برای مجموعه‌داده‌های آموزش و آزمون  و 9655/0  برای کل داده‌ها بود. به‌علاوه نتایج تحلیل حساسیت مدل نشان داد که متغیر نسبت دانسیته خشک حداکثر  به درصد رطوبت بهینه (DMR) دارای بیش‌ترین تأثیر و متغیر تعداد سیکل خشک و تر شدن (WDC) کمترین تأثیر را بر مدول برجهندگی اساس تثبیت‌شده دارد. در ضمن نتیجه گرفته شد که مدول برجهندگی وابستگی بیشتری به مقدار تنش انحرافی 
در مقایسه با تنش محدودکنندهدارد.
 
 

کلیدواژه‌ها


 

-Berg, K. C. (1998), “Durability and strength of activated reclaimed Iowa class C fly ash aggregate in road bases, Iowa State University (Doctoral dissertation, Master Thesis).

-Camargo, F. F., Edil, P. E., Tuncer, B., Benson PhD, P. E., & Craig, H. (2009), “Strength and stiffness of recycled base materials blended with fly ash”. In Transportation Research Board 88th Annual Meeting (No. 09-1971).

-George, K. P., & Davidson, D. T. (1963), “Development of a freeze-thaw test for design of soil-cement”. Highway Research Record (36).

-Guthrie, W., Michener, J., Wilson, B., & Eggett, D. (2009), “Effects of environmental factors on construction of soil-cement pavement layers. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board”, (2104), pp.71-79.

-Jang, J. S. (1993), “ANFIS: adaptive-network-based fuzzy inference system. IEEE transactions on systems, man, and cybernetics, 23(3), pp.665-685.

-Khoury, N. N. (2005), “Durability of cementitiously stabilized aggregate bases for pavement application” (Doctoral dissertation).

-Khoury, N., & Zaman, M. (2002), “Effect of wet-dry cycles on resilient modulus of class C coal fly ash-stabilized aggregate base. Transportation Research Record”: Journal of the Transportation Research Board (1787), pp.13-21.

-Khoury, N., & Zaman, M. (2006), “Durability effects on flexural behavior of fly ash stabilized limestone aggregate. Journal of Testing and Evaluation, 34(3), pp.167.

-Khoury, N., & Zaman, M. (2007), “Influences of various cementations’ agents on the performance of stabilized aggregate base subjected to wet-dry cycles”. Int. J. Pavement Eng., 8(4), pp.265-276.

-Maalouf, M., Khoury, N., Laguros, J. G., & Kumin, H. (2012), “Support vector regression to predict the performance of stabilized aggregate bases subject to wet–dry cycles. International journal for numerical and analytical methods in geomechanics”, 36(6), pp.675-696.

-Mallick, R. B., & El-Korchi, T. (2013), “Pavement engineering: principles and practice”: CRC Press.

-Miller, G., & Zaman, M. (2000), “Field and laboratory evaluation of cement kiln dust as a soil stabilizer. Transportation Research Record”: Journal of the Transportation Research Board, (1714), pp.25-32.

-Nunan, T. A., & Humphrey, D. (1990), “A review and experimentation of gravel stabilization methods”. Maine Department of Transportation, FHWA ME-90-2.

-Nunan, T. A., & Humphrey, D. H. (1990), “A review and experimentation of gravel stabilization methods”. Technical Report, Maine Department of Transportation. Technical Services Division. Executive summary (No. FHWA ME-90-2).

-Takagi, T., & Sugeno, M. (1985), “Fuzzy identification of systems and its applications to modeling and control”. IEEE transactions on systems, man, and cybernetics, (1),
pp.116-132.

-Yang, Y. & Zhang, Q. (1998), “The Application of Neural Networks to Rock Engineering System (RES)”. Int J Rock Mech Min Sci 35(6), pp.727-745.

-Zaman, M., Zhu, J. H., & Laguros, J. (1999), “Durability effects on resilient moduli of stabilized aggregate base”. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, (1687), pp.29-38.