جاده

جاده

تحلیل شبکه عصبی مصنوعی در پیش بینی حداکثر مقدار تنش بر روی شیب های رسی تثبیت شده با سیمان و آهک و الیاف به روش های آزمایشگاهی و مدلسازی عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی عمران و معماری، واحد یاسوج، دانشگاه آزاد اسلامی، یاسوج، ایران
2 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
چکیده
این تحقیق به بررسی رفتار پایداری شیب های رسی تثبیت شده با سیمان و آهک و الیاف می پردازد. در این تحقیق تثبیت خاک بوسیله ترکیب بهینه ای از الیاف و تثبیت کننده های سنتی و همچنین بکارگیری نتایج حاصله در تحلیل پایداری شیروانی ها و در نهایت شبیه سازی نتایج در محیط برنامه نویسی ژنتیک انجام شده است. در محیط نرم افزار OptumG2 با شبیه سازی شیب ها مدل عددی بدست آمد. از محیط مدلسازی شبیه سازی عددی توسط دو شبکه عصبی مصنوعی مشهور پیشخور و برنامه نویسی ژنتیک استفاده گردید. برای شیب های با زاویه 75 درجه حداکثر تنش قائم اعمالی بر روی شالوده ها برابر با مقدار 8، 285، 499، 808 و 1516 کیلوپاسکال برای خاک هایی با مقاومت برشی 25 کیلو پاسکال (یا خاک تثبیت نشده)، 100، 200، 300 و 400 کیلوپاسکال بوده است. رابطه میان مقاومت چسبندگی زهکشی نشده و ضریب اطمینان شیب برای یک شرایط ثابت هندسه شیب و محل شالوده نسبت به تاج شیب، یک رابطه خطی بدست آمد. الیاف فلزی در مقاومت نمونه های تثبیت شده بیشترین تاثیر را نشان دادند. تثبیت کننده های سیمانی نتایج بهتری نسبت به تثبیت کننده های آهکی از خود نشان دادند. میزان افزایش مقاومت زهکشی نشده خاک می تواند بصورت بسیار زیادی بر روی پایداری این شیب ها و همچنین حداکثر مقدرا تنشی که می توان بر بخش تاج این شیب ها اعمال نمود تاثیر داشت. شبکه عصبی مصنوعی بخوبی حداکثر مقدار تنش بر روی شیب ها را تحلیل و پیش بینی نمود.
کلیدواژه‌ها

-A. Chakraborty, D. Goswami, (2017). Prediction of slope stability using multiple linear regression (MLR) and artificial neural network (ANN), Arabian Journal of Geosciences.
-A. Mahdiyar, M. Hasanipanah, D.J. Armaghani, B. Gordan, A. Abdullah, H. Arab, M.Z. Abd Majid, A. (2017). Monte Carlo technique in safety assessment of slope under seismic condition, Engineering with Computers, 33, 807-817.
-A. Rajabian, B.V.S. Viswanadham, H. Ghiassian, H. Salehzadeh, (2012). Centrifuge model studies on anchored geosynthetic slopes for coastal shore protection, Geotextiles and Geomembranes, 34,144-157.
-A.A. Correia, P.J.V. Oliveira, D.G. Custódio, (2015). Effect of polypropylene fibres on the compressive and tensile strength of a soft soil, artificially stabilised with binders, Geotextiles and Geomembranes, 43, 97-106.
-A.J. Li, S.Y. Khoo, Y. Wang, A.V. Lyamin, (2014) Application of neural network to rock slope stability assessments, Crc Press-Taylor & Francis Group, Boca Raton.
-A.K. Singh(2010). Bioengineering techniques of slope stabilization and landslide mitigation, Disaster Prevention and Management, An International Journal, 19, 384-397.
-B. Gordan, D.J. Armaghani, A.B. Adnan, A.S.A. Rashid, (2016). A New Model for Determining Slope Stability Based on Seismic Motion Performance, Soil Mech. Found. Eng., 53, 344-351.
-B.M. Marrapu, R.S. Jakka, (2017). Assessment of slope stability using multiple regression analysis, Geomechanics and Engineering, 13, 237-254.
-C. B. Zhang, L.-H. Chen, J. Jiang, (2014). Why fine tree roots are stronger than thicker roots: The role of cellulose and lignin in relation to slope stability, Geomorphology, 206, 196-202.
-C.Q. Wu, H. Zhang, D.G. Huang, J.X. Xu, J.L. Lei, Y.Y. Xu, (2012). Study on Screening Suitable Ecological Protection Woody Plants of Highway Slopes, in: G. Groening (Ed.) Xxviii International Horticultural Congress on Science and Horticulture for People, Int Soc Horticultural Science, Leuven 1, 1193-1200.
-E. Uncuoglu, M. Laman, A. Saglamer, H.B. Kara, (2008). Prediction of lateral effective stresses in sand using artificial neural network, Soils and Foundations, 48, 141-153.
-F.G. Bell, (1989). Lime Stabilisation of Clay Soils, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 39, 67-74.
-F. Kang, B. Xu, J. Li, S. Zhao, (2017). Slope stability evaluation using Gaussian processes with various covariance functions, Appl. Soft. Comput., 60, 387-396.
-G. Wiemer, A. Kopf, (2017) Influence of diatom microfossils on sediment shear strength and slope stability, Geochem. Geophys. Geosyst., 18, 333-345.
-G. Wiemer, A. Kopf, (2017). On the role of volcanic ash deposits as preferential submarine slope failure planes, Landslides, (2017). 14, 223-232.
-G. Wiemer, A. Reusch, M. Strasser, S. Kreiter, D. Otto, T. Morz, A. Kopf, (2012) Static and Cyclic Shear Strength of Cohesive and Non-cohesive Sediments, Springer, Dordrecht.
-H. Güllü, H. Canakci, I.F. Al Zangana, (2017). Use of cement based grout with glass powder for deep mixing, Constr. Build. Mater., 137, 12-20.
-Zhu, H. H., Shi, B., Yan, J. F., Zhang, J., & Wang, J. (2015). Investigation of the evolutionary process of a reinforced model slope using a fiber-optic monitoring network. Engineering Geology, 186, 34-43.
-H. H. Zhu, B. Shi, J. Zhang, J.-F. Yan, C. C. Zhang, (2014). Distributed fiber optic monitoring and stability analysis of a model slope under surcharge loading, J Mt. Sci., 11, 979-989.
-H. Niroumand, K. Faizi, R. Nazir, K. Kassin, H. Moayedi, (2012). Slope Stability of the Design Concept of the Sheet Pile and Contiguous Bored Pile Walls, Archives Des Sciences, 65, 2-17.
-I. Chang, Y. Shin, G.C. Cho, (2015). Optimum thickness decision of biopolymer treated soil for slope protection on the soil slope, Crc Press-Taylor & Francis Group, Boca Raton.
-J. Ji, C.S. Zhang, Y.L. Gui, Q. Lue, J. Kodikara, (2017). New Observations on the Application of LS-SVM in Slope System Reliability Analysis, J. Comput. Civil. Eng., 31, 9-10.
-J. Li, C. Tang, D. Wang, X. Pei, B. Shi, (2014). Effect of discrete fibre reinforcement on soil tensile strength, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 6, 133-137.
-K. Georgiadis, (2010). Undrained Bearing Capacity of Strip Footings on Slopes, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 136, 677-685.
-L. Bai, F.Q. Chen, I. Destech Publicat, (2015). Effects of Soil-fibrous Root System of Leucaena Leucocephala Community on Soil Conservation and Slope Protection in Shallow Soil Layer, International Conference on Energy and Environment Engineering (Iceee 2015), 7727-7731.
-L. Bai, F.Q. Chen, Y. Huang, (2015). Temporal Variation of Leucaena Leucocephala Seedlings in Soil Conservation and Slope Protection, in: J. Carl (Ed.) Proceedings of the 2015 Asia-Pacific Energy Equipment Engineering Research Conference, Atlantis Press, Paris, 413-416.
-L. Pantelidis, D.V. Griffiths, (2015). Footing on the Crest of Slope: Slope Stability or Bearing Capacity? Springer Int Publishing Ag, Cham.
-M. Strupler, M. Hilbe, F.S. Anselmetti, A.J. Kopf, T. Fleischmann, M. (2017). Strasser, Probabilistic stability evaluation and seismic triggering scenarios of submerged slopes in Lake Zurich (Switzerland), Geo-Mar. Lett., 37, 241-258.
-Massih, A.H. Soubra, B.K. Low, (2008). Reliability-based analysis and design of strip footings against bearing capacity failure, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 134, 917-928.
-N. Kumar, D. Das, (2018). Nonwoven geotextiles from nettle and poly(lactic acid) fibers for slope stabilization using bioengineering approach, Geotextiles and Geomembranes, 46, 206-231.
-P.R. Vundavilli, D.K. Pratihar, (2009). Soft computing-based gait planners for a dynamically balanced biped robot negotiating sloping surfaces, Appl. Soft. Comput., 9, 191-208.
-Kostić, S., Vasović, N., & Sunarić, D. (2016). Slope stability analysis based on experimental design. International Journal of Geomechanics, 16(5), 04016009.
-S.K. Dash, M. Hussain, (2012).Lime Stabilization of Soils – A Reappraisal, Journal of Materials in Civil Engineering (ASCE), 24, 707-714.
-Qian, Z. G., Li, A. J., Merifield, R. S., & Lyamin, A. V. (2015). Slope stability charts for two-layered purely cohesive soils based on finite-element limit analysis methods. International Journal of Geomechanics, 15(3), 06014022.
-Z. Song, B. Shi, H. Juang, M. Shen, H. Zhu, (2017). Soil strain-field and stability analysis of cut slope based on optical fiber measurement, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 76, 937-946.
-X. Zhao, Z. Li, M.D. Robeson, J. Hu, Q. Zhu, (2018). Application of erosion-resistant fibers in the recovery of vegetation on steep slopes in the Loess Plateau of China, Catena, 160, 233-241.