تعیین پارامترهای آزمایش تحکیم در لایه‌های آبرفتی با بهره گیری از مدلسازی با Anfis و شبکه‌های عصبی

استاد راهنما

دکتر عباس مهدویان

 

اسفند ماه 1387

 

 
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
چکیده
 
امروزه با در نظر داشتن رشد روز افزون ساخت و ساز در زمینه هایی زیرا ابر سازه ها ، پلهای عظیم ، منوریل و … و با عنایت به اهمیت عوامل موثری مانند زمان و هزینه در این پروژه ها مهندسین فاز صفر ( فاز مطالعاتی) را در خصوص کاهش هزینه و زمان مرحله ای مهم می دانند.
در مطالعات اولیه هر پروژه عمرانی، یکی از پارامترهای ضروری تعیین نشست تحکیمی می باشد به طوری که عدم انجام و یا حتی دقت ناکافی نتایج سبب خسارات جبران ناپذیری به کل پروژه وارد می نماید.
این شاخص با انجام آزمایش تحکیم تعیین می گردد.با در نظر داشتن ماهیت و روش انجام این آزمایش، کسب نتایج همواره هزینه و زمان زیادی را به خود اختصاص می دهد. به همین مقصود در این پایان نامه با در نظر داشتن وجود روشهای قوی و موثری همچون، Anfis وNatural network که با دقت مطلوبی مدلی از نتایج آزمایشگاهی را می دهد با کمک نرم افزارMatlab کوشش بر بدست آوردن مدلی بر اساس پارامترهای موثر وابسته به تعیین این شاخص گردید به نحوی که بتوان مقایسه ای با روابط دیگر محققین و نتایج آزمایشگاهی تعیین پارامترهای تحکیم داشت. بر اساس نتایج مدل ارائه شده، نظاره گردید که نسبت به روابط قبلی از خطای کمتری برخوردار می باشد و تطابق بهتری با نتایج واقعی دارد ضمن اینکه می توان در زمان کمتری به نتایج قابل قبولی دست پیدا نمود.
 
 
واژه‌های کلیدی:
نشست تحکیمی، شبکه‌های عصبی، فازی
 
Abstract
 
Nowdays, due to the growing constructions in subjects like huge structures , large bridges , railway and monorails etc and the importance of factors such as time and cost ,engineers in such         projects emphasis on zero phase to reduce these factors.
In initial studies of each civil projects one of the important things to determine is subsidence consolidation .otherwise neglecting or inadequate accuracy of the results will cause damage to the project.
This index is determined with the consolidation test. with regard to the nature and the methods of this test , reaching to the favorite result will consume a lot of time and cost to itself. Therefore, in this thesis, by the use of strong and effective methods like ANFIS and NEURAL NETWORK which gives accurate laboratory results and by the use of matlab software tries to obtain a model based on effective parameters to determine the index so that it can be compared with laboratory parameters and other reasercher’s formulas in consolidation parameters.Based on the results of the model it was observed that the error is less than the previous relationships and it better conforms with the actual results and moreover it may consume less time to achieve acceptable results.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 بهره گیری 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- ارتباط 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 بهره گیری 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 نظری 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 چگونگی ارائه زوج‌های آموزشی به شبکه. 91
5-27 سنجش اندازه یادگیری و عملکرد شبکه. 91
5-28 جذر میانگین مربع خطاها 92
5-29 بهره گیری 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 بهره گیری 98
6-4 تحلیل اطلاعات با بهره گیری از روش برازش خطی. 99
6-5- نتیجه گیری.. 102
فصل هفتم: مدل سازی ضریب فشردگی با بهره گیری از شبکه‌های عصبی-فازی (ANFIS) 104
7-1 آشنایی با مدلسازی توسط ANFIS. 105
7-2 مدلسازی ضریب فشردگی با بهره گیری از شبکه عصبی-فازی (ANFIS) 107
7-3 چگونگی مدلسازی وتحلیل مدل و مطالعه نتایج. 109
فصل هشتم: نتیجه گیری، پیشنهادات، محدودیت‌ها 120
8-1 نتیجه گیری.. 121
8-2- محدودیت‌ها: 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: اندازه پراکندگی در داده‌های اولیه برای ارتباط (9) 100
شکل 6-2 : مناسبترین توابع درجه دو و درجه 3 برای تعیین Cc از روی 101
شکل 6-3 : آزمایش ارتباط 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
 
 
 
 
 
 
 
فصل اول:
کلیات
 


 
 
 
1- مقدمه
1-1- تعریف مساله و هدف از پژوهش
راه حل مستقیم برای تعیین پارامترهای نشست تحکیمی خاک، بهره گیری از آزمایش تحکیم می باشد. 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 می باشد. در اکثر این پروژه ها به مقصود جلو گیری از نیاز به زمان طولانی و همچنین کاهش هزینه‌های انجام مطالعات ژئوتکنیک اغلب تعداد آزمایش ها کاهش داده می گردد و در نتیجه اطلاعات پیوسته و جامع از خاکها بخصوص در مورد هایی که تنوع لایه بندی زیاد می باشد، بدست نمی‌آید. این امر سبب می گردد طراحان بدون داشتن اطلاعات کافی، اقدام به ساده سازی پارامترهای طراحی می‌نمایند که معمولا به صورت دست بالا می باشد و از جهت دیگر سبب افزایش هزینه‌های اجرا می گردد. بنابراین نیاز می باشد 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 می گردد از طرف دیگر می‌تواند اطلاعات پیوسته‌ای از ساختگاه مورد نظر را فراهم سازد و دانش طراحان را به اندازه قابل توجهی بهبود بخشد. با در نظر داشتن این موردها محققین مختلفی کوشش کردند تا با بهره گیری 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 مطالعه روابط ارائه شده توسط سایر محققین جهت تخمین نشست تحکیمی، با بهره گیری از اطلاعات تفصیلی بدست آمده از چهارده پروژه بزرگ ایران و با بهره گیری از شبکه‌های عصبی- فازی (ANFIS) مدلی با دقت بالا جهت تعیین نشست تحکیمی خاک ارائه می گردد.
 
1-2- پدیده تحکیم
فشردگی یا تراکم خاک در اثر تاثیر سربار (وزن سازه) باعث نشست سازه واقع بر روی آن می گردد که به این پدیده نشست خاک می‌گویند. که در حالت کلی نشست خاک به دو گروه زیر تقسیم می شوند:
الف) نشست آنی (Immediate Settlement) که ناشی از تغییر شکل الاستیک خاک خشک و یا خاکهای مرطوب و اشباع بدون تغییری در اندازه آب می‌باشد و در تمام خاکها مورد توجه می باشد.
ب) نشست تحکیمی (Consolidation Settlement) که ناشی از تغییر حجم خاک اشباع به علت رانده شدن آبهای موجود در حفرات می باشد و در خاکهای ریز دانه مانند رس مورد توجه قرار می‌گیرد.
وقتی خاک اشباع تحت بارگذاری قرار می‌گیرد، در آغاز تمام بار گذاری توسط آب حفره‌ای تحمل می گردد و به آن افزایش فشار آب حفره‌ای می‌گویند. در صورتی که زهکشی انجام گردد، به مزور زمان حجم خاک کاهش می‌یابد که به آن تحکیم گفته می گردد و باعث نشست می گردد. از طرفی ممکن می باشد خاک در اثر جذب آب حفره‌ای یا فشار آب حفره‌ای منفی افزایش حجم دهد که به آن تورم می‌گویند.
نرخ تغییر حجم تحت بار گذاری به نفوذ پذیری نمونه بستگی دارد، از این رو آزمایش تحکیم معمولا در خاک‌های با نفوذ پذیری کم (مانند رس) انجام می‌گیرد. هدف از انجام آزمایش تحکیم، تعیین پارامترهای موثر در پیش بینی شدت نشست و اندازه آن در سازه‌های متکی بر خاک‌های رسی می باشد. آزمایش تحکیم در واقع آزمایش جهت بر آورد پارامترهای تحکیم یک بعدی ترزاقی می باشد که از حل همزمان دو معادله تعادل و پیوستگی به صورت تک بعدی حاصل شده می باشد.
نمونه گیری از خاک با حفظ شرایط واقعی کار بسیار مشکلی می باشد. تفاوت قابل توجه در اندازه رطوبت، حد روانی و شاخص پلاستیسیته و فشار همه جانبه نمونه‌های تهیه شده از اعماق مختلف و حتی از یک عمق خاص، بیانگر تفاوت و رفتار در نمونه‌های تهیه شده از یک نوع خاک می گردد و این مسئله علاوه بر افزایش هزینه انجام آزمایشات سبب پیچیدگی و وارد کردن قضاوت مهندسی در پروژه‌های مهندسی ژئوتکنیک می گردد. داده‌های آزمایشگاهی زیادی موجود هستند که در پروژه‌های معینی به کار رفته و عملا بعد از مدتی فراموش شده اند. این اطلاعات قدیمی می‌توانند بعنوان یک بانک اطلاعاتی مفید در ارزیابی پارامترهای ژئوتکنیکی بکار گرفته شوند[1].
 
1-3- منطق فازی
در دهه 1960، پروفسور لطفی زاده در دانشگاه برکلی کالیفرنیا، مقاله‌ای را با این مضمون که ابهامات یک وضعیت نامعلوم اما متفاوت از پدیده‌های تصادفی هستند، ارائه داد. برای مثال نمی‌توان مردم را به دو گروه خوب و بد تقسیم نمود. یا دسته بندی پارامترهایی زیرا دما، فشار، اندازه و… در دو گروه صفر و یک ممکن نیست. برای توصیف چنین پارامتنرهایی درجه‌ای به آنها تعلق می‌گیرد که این درجه ها بر اساس چندین فاکتور مانند موقعیت، آزمایش و .. می باشد. این ایده اساس مجموعه‌های فازی نسبت به منطق کلاسیک می باشد. در مجموعه کلاسیک یک شئ به مجموعه تعلق دارد یا ندارد اما در مجموعه فازی درجه‌هایی از تعلق به یک مجموعه معرفی می شوند. یک مجموعه فازی تابع تعلقی دارد که در درجه‌های مختلفی از تعلق برای عناصر مشخص در آن تعریف می گردد. تابع تعلق به صورت مقادیر گسسته یا به وسیله منحنی‌هایی تعریف می گردد. روشهای متعددی برای توصیف یک مجموعه فازی موجود دارد [2].
پروسه فازی سازی (fuzzification) مجموعه‌ای کلاسیک را به یک مجموعه تقریب زننده که فازی می باشد تبدیل می کند [3]. از آنجاییکه هر عضو و درجه تعلق آن مستقل از عضو دیگر و درجه تعلق مربوط به آن می باشد، پروسه خطی می باشد و اصل جمع آثار در آن صدق می کند، یعنی هر عضو به تنهایی فازی می گردد [4].
منطق فازی بر اساس مفهوم مجموعه‌های فازی می باشد و هر مقدار درستی در بازه [1 ، 0] را می‌پذیرد. از مفاهیم مجموعه‌های فازی در جبر فازی بهره گیری می گردد.
به مقصود طراحی یک سیستم کنترل منطق فازی بایستی قادر به توصیف عملیات زبانی باشد. به اظهار دیگر مراحل زیر بایستی انجام گردد[4]:

  • مشخص کردن ورودی ها و خروجی ها با بهره گیری از متغیرهای زبانی
  • نسبت دادن توابع تعلق به متغیرها
  • ایجاد قواعد پایه (اساسی)
  • غیر فازی سازی (Defuzzification)
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد: بررسی ظرفیت میدان های شهری و عوامل موثر بر آن

متغیرهای زبانی، توابع تعلق و قواعد پایه از تجربیات یک اپراتور ماهر بدست می‌آیند. قواعد پایه زیاد، معمولا منجر به عملکرد بهتری می شوند. سیستم‌های فازی “سیستم‌های مبتنی بر دانش یا قواعد” هستند. قلب یک سیستم فازی یک پایگاه دانش بوده که از قواعد اگر – آنگاه فازی تشکیل شده می باشد. مقصود از سیستم فازی در مهندسی سیستم فازی با فازی ساز (Fuzzifier) و غیر فازی ساز (Defuzzifier) می باشد، شکل (1) [5].
 
شکل 1 – نمایش یک سیستم فازی
در یک سیستم غیر فازی، تنها یک قاعده در یک زمان خاص هست اما در سیستم فازی ممکن می باشد در همان زمان خاص بیش از یک قاعده اما با قوتهای متفاوت وجود داشته باشد. این قواعد با قوتهای متفاوت منجر به عملیات کلاسیک در خلال پروسه غیر فازی سازی می شوند [2]. پروسه‌های غیر فازی سازی در سیستم‌های کنترل فازی استاندارد نیستند. از چندین روش برای این کار می‌توان بهره گیری نمود. مانند:

  • عملیات max-min(and-ro)
  • روش مرکز ثقل (center of gravity) یا COG

و روشهای متنوع دیگر.
اساسا اگر چه سیستم‌های فازی پدیده‌های غیر قطعی و نامشخص را توصیف می‌کنند، با این حال خود تئوری فازی یک تئوری دقیق می‌باشد. دو توجیه برای تئوری سیستم‌های فازی هست:

  • پیچیدگی بیش از حد دنیای واقعی که منجر به توصیفی تقریبی یا فازی برای مدل کردن یک سیستم می گردد.
  • نیاز به فرضیه‌ای برای فرموله کردن دانش بشری به شکلی سیستماتیک و قرار دادن آن در سیستم‌های مهندسی توجیه دوم وجود تئوری سیستم‌های فازی را به عنوان یک شاخه مستقل در علوم مهندسی توجیه می کند[5].

این پایان نامه شامل فصول زیر می‌باشد:
فصل اول مقدمه
فصل دوم مروری بر تحقیقات گذشته
فصل سوم تحکیم
فصل چهارم منطق فازی و کاربرد آن در مهندسی عمران
فصل پنجم برآورد ضریب فشردگی تحکیم به وسیله پارامترهای فیزیکی خاک
فصل ششم آشنایی با شبکه مفاهیم شبکه عصبی
فصل هفتم مدل سازی ضریب فشردگی با بهره گیری از شبکه‌های عصبی-فازی (ANFIS)
فصل هشتم نتیجه گیری و جمع بندی و پیشنهادات
 
 
 
 
 
 
 
فصل دوم:
مروری بر تحقیقات گذشته
 
 
 
 
 
 
2-1- مقدمه
نشست تحکیمی یکی از ملاحظات مهم طراحی در پروژه‌های عمرانی همچون سازه ها، راهها و راه آهن می‌باشد. این پارامتر بوسیله آزمایش تحکیم تعیین می گردد. آزمایش تحکیم یک آزمایش نسبتا وقت گیر و پر هزینه می باشد که بایستی با دقت کافی انجام می گردد.
در بسیاری از پروژه ها به خصوص در پروژ ه‌های خطی مانند راه آهن خوددارای از انجام آزمایش تحکیم به تعداد و دقت کافی سبب وارد آمدن خسارات قابل در نظر داشتن حجم راه می گردد. با در نظر داشتن زمان و هزینه نسبتا زیاد آزمایش تحکیم، تخمین نشت تحکیمی با بهره گیری از پارامترهای موثری که بتوان زیاد آزمایش تحکیم، تخمین نشست تحکیمی با بهره گیری از پارامترهای موثری که بتوان آنها را با انجام آزمایشات ساده کم هزینه و با دقت قبول نمود همواره مورد توجه بسیاری از محققین ژئوتکنیک و راه سازی بوده می باشد.
 
2-2- شناسایی پارامترهای موثر در نشست تحکیمی خاک
با انجام آزمایش تحکیم، ضریب فشردگی یا شاخص تراکم (Compression index) از شیب نمودار تخلخل (e) بر حسب لگاریتم تنش موثر ( ) برای خاکهای تحکیم عادی یافته تعیین می گردد. شکل 1 چگونگی تعیین ضریب فشردگی ( ) را نشان می‌دهد.
همانطور که در این شکل نظاره می گردد، به گونه مستقیم از ارتباط زیر قابل تعیین می باشد:
(2-1)
 
شکل 2-1 تعیین ضریت فشردگی
به گونه غیر مستقیم و از روی پارامترهای موثر، اولین بار ترزاقی و پک در سال 1997، ارتباط تجربی زیر را به مقصود تخمین ضریب فشردگی برای رسهای تحکیم عادی یافته در حالت دست نخورده پیشنهاد نمود[6]
(2-2)
که در آن LL، حد روانی (Liquid Limit) خاک رس می باشد. همچنین ترزاقی و پک در ارتباط‌ای مشابه، فرمول زیر را برای رس‌های دست نخورده (Remolded clays) ارائه دادند:
(2-3)
در هر دو ارتباط (2) و (3)، LL به عنوان تنها پارامتر موثر در تعیین نشست تحکیمی معرفی شده می باشد.
همچنین آزور و همکارانش با بهره گیری از رگرسیون تک متغیره خطی، برای نواحی گوناگون روابط زیر را ارائه نمودند [7]:
(2-4)                        : برای رس برزیلی
(2-5)                              : برای رس شیکاگو
(2-6)                            : برای خاکهای آلی و نباتی
در این ارتباط LL (حد روانی)، ( در صد تخلخل اولیه) و (رطوبت طبیعی خاک) به عنوان پارامترهای موثر در نظر گرفته شده هر یک از این پارامترها به گونه جداگانه برای تخمین نشست بهره گیری شده اند.
نانسی و همکارانش با انجام مطالعه در خاکهای آتلانتیک شمالی، ارتباط (2-7) را پیشنهاد دادند[8]
(2-7)
در این ارتباط PI (نشانه خمیری) خاک، پارامتر تاثیر گذار اظهار شده می باشد. از آنجایی که :
(2-8)
با در نظر داشتن اینکه اثر LL در مطالعات قبلی در نظر گرفته شده بودن پس PL بعنوان پارامتر موثر دیگر توسط این محققین در نظر گرفته شده می باشد.
به گونه مشابه چندین ارتباط دیگر و نیز محققین مختلف برای تخمین بر اساس پارامترهای معرفی شده پیشنهاد شده می باشد. این روابط در جدول 2-1 درج شده می باشد [9]، [10].
جدول 2-1 : فرمولهای تجربی برای تعیین

Region of applicability Equation
Remolded clays  
All clays  
Inorganic,cohesive soil,silt  
Organic soils-meadow mats,peats  
Soils of very low plasticity  

 
همانطور که در جدول شماره 2-1 نظاره می گردد در تمامی روابط معرفی شده اثر پارامترها به گونه مجزا دیده شده و ترکیب آنها در تعیین ارتباط‌ای واحد مقصود نشده می باشد.
 
 
2-3- مروری بر تاریخچه تحقیقاتی نظریه مجموعه‌های فازی و زمینه‌های آن در مهندسی عمران
2-3-1- اولین زمینه‌های فکری
در حالی که کانت (Kant) فیلسوف شهیر آلمانی در سال 1880 بر این امر اصرار می‌ورزید که منطق اساسا به واسطه کارهای ارسطو یک علم کامل و تمام شده می باشد. دو قرن پس از وی، بول، پیرس، فرگه و راسل تحولاتی اساسی در منطق ایجاد کردند و تکنیکهای قوی تری را ارائه نمودند [11]. پس از آن، در نیمه دوم قرن بیستم، جهان علم شاهد تولد نظریه‌ای منطقی با شالودهای کاملا متفاوت از منطق ارسطویی بود. منطق فازی با یک تفاوت زیر بنایی متولد گردید. البته با مطالعه دقیق تاریخ علم می‌توان ریشه‌های این نوع توجه را در سالها قبل از ارائه رسمی نظریه فازی در سال 1965، پیدا نمود. تردید در محدود بودن ارزشهای صدق یک گزاره به دو ارزش صدق و کذب از اوایل قرن نوزدهم در آثار لوکاسیویچ (Lukasiemicz) و به دنبال او منتقدانان و ریاضیدانانی مثل پست (Post)، بوخوار (Bochovar) و کلین (Kleene) بازتابهای خود را نشان داد. نقطه آغازین این رویکرد، تعمیم دو ارزش صدق به سه ارزش بود و پس از آن سیستمهای n- ارزشی و بینهایت ارزشی معرفی گردیدند و بر مبنای آنها جبرهای متعددی پایه ریزی گردید. در سال 1937 ماکس بلک (Max Black) فیلسوف کوانتوم مقاله‌ای منتشر نمود که آن را ابهام نامید. مقاله‌ای راجع به واکاوی منطقی که در مجله فلسفه علم منتشر گردید. بلکه در این مقاله منطق چند ارزشی را به مجموعه ها گسترش داد و خاطر نشان ساخت که این مجموعه‌های فازی هستند که تصورات و اندیشه‌های ما را با یکدیگر سازگار کرده اند. البته واژه مورد بهره گیری او واژه مبهم بوده می باشد و نه فازی. نهایتا اینکه نظریه بلک مورد استقبال قرار نگرفت و در مجله‌ای اختصاصی که گروه اندکی آنرا مطالعه می‌کردند در سکوت به دست فراموشی سپرده گردید و بلکه نیز دیگر به آن نپرداخت. آن سالها، سالهای اوج تفکرات پوزیویست‌های منطقی بود (کاسکو، 1377).
 
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
تعداد صفحه :126

قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دسته‌ها: عمران