پیش‌بینی نشست پی‌های سطحی برروی خاک‌های دانه‌ای بااستفاده از برنامه‌نویسی چندعبارتی (MEP)

مهندسی عمران فردوسی

دوره 34، شماره 1 - شماره پیاپی 33، فروردین 1400، صفحه 19-34   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jfcei.2021.61615.0

نویسندگان

بهاره فراهانی؛ علی درخشانی^*

دانشکده‌ی فنی، دانشگاه شاهد، تهران.

چکیده

  به‌واسطه‌ی طبیعت ناهمگون خاک‌های غیرچسبنده و پیچیدگی پارامترهای مؤثر در نشست، پیش‌بینی دقیق نشست پی معمولاً با دشواری‌های بسیاری همراه است. این موضوع از گذشته مدنظر پژوهشگران مختلفی بوده‌است و برخی محققان نیز معادلاتی برای پیش‌بینی نشست پی سطحی ارائه کرده‌اند. به‌دلیل عدم دقت کافی این روابط، پژوهشگران از روش‌های جدیدتری از جمله اجزای محدود، تفاضل ‌محدود، محاسبات نرم و... برای پیش‌بینی نشست استفاده می‌کنند. در پژوهش حاضر مدل جدیدی بااستفاده از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی نشست ارائه می‌گردد. هدف از توسعه‌ی این‌گونه مدل‌ها ایجاد فرمول‌هایی دقیق‌تر و درصورت امکان ساده‌تر می‌باشد. در این مقاله عملکرد الگوریتم برنامه‌نویسی چندعبارتی (Multi expression programming) برای پیش‌بینی نشست پی‌های سطحی واقع بر خاک دانه‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد و مقادیر به‌دست‌آمده از مدل‌های جدید با دقیق‌ترین مدل‌های قبلی، مقایسه می‌شوند. سپس تحلیل عملکرد، مطالعه‌ی پارامتری، تحلیل حساسیت و ارزیابی ضریب اطمینان انجام می‌گردد. همان‌طور که از نتایج مشخص است، مقایسه بین مدل‌ MEP و دقیق‌ترین مدل‌‌ها شامل ANN، GP، GEP و EPR در ادبیات فنی نشان می‌دهد که مدل پیشنهادی در این مطالعه، با ضریب هم‌بستگی 45/93 درصد عملکرد بهتری نسبت‌به اکثر مدل‌های توسعه‌یافته قبلی دارد.

کلیدواژه‌ها

پیش‌بینی نشست؛ پی‌های سطحی؛ برنامه‌نویسی چندعبارتی؛ خاک دانه‌ای

سایر فایل های مرتبط با مقاله

2-Derakhshan-Revised.pdf

مراجع

1. Schmertmann, J. H., "Static Cone to Compute Static Settlement over Sand", Journal of Soil Mechanics & Foundations Div, 96, No. 3, pp. 1011-1043, (1970).
2. Poulos, Harry George, "Settlement of Isolated Foundations", University of Sydney, School of Civil Engineering, (1975).
3. Shahin, M. A., Maier, H. R., and Jaksa, M. B., "Predicting Settlement of Shallow Foundations Using Neural Networks", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering9, pp. 785-793, (2002).
4. Maugeri, M., et al., "Observed and Computed Settlements of two Shallow Foundations on Sand",Journal of Geotechnical and Geoenvironmental engineering, Vol. 124.7, pp. 595-605, (1998).
5. Coduto, D. P., "Foundation Design; Priciples and Practis", Practice Hall International, New Jersey, (1994).
6. Sower, G. B., and G. F. Sower, "Introductory Soil Mechanics and Foundation", pp. 102, (1970).
7. Rezania, M., and Javadi, A. A., "A New Genetic Programming Model for Predicting Settlement of Shallow Foundations", Canadian Geotechnical Journal, Vol. 44.12, pp. 1462-1473, (2007).
8. Shahnazari, H., Shahin, M. A., and Tutunchian, M. A., "Evolutionary-based Approaches for Settlement Prediction of Shallow Foundations on Cohesionless Soils", International Journal of Civil Engineering, Vol. 12.1, pp. 55-64, (2014).
9. Derakhshani, A., "Estimating Uplift Capacity of Suction Caissons in Soft Clay: A Hybrid Computational Approach Based on Model Tree and GP", Ocean Engineering, Vo. 146, pp. 1-8, (2017).
10. Talebi, A., and Derakhshani, A., "Estimation of P-multipliers for Laterally Loaded Pile Groups in Clay and Sand", Ships and Offshore Structures, Vol. 14.3, pp. 229-237, (2019).
11. Khorrami, R., and Derakhshani, A., "Estimation of Ultimate Bearing Capacity of Shallow Foundations Resting on Cohesionless Soils Using a New Hybrid M5'-GP Model", Geomechanics and Engineering, Vol. 19.2, pp. 127-139, (2019).
12. Oltean, M., and Dumitrescu, D., "Multi Expression Programming", Journal of Genetic Programming and Evolvable Machines, Kluwer, second tour of review, (2002).
13. Banzhaf, W., et al., Genetic Programming: An Introduction. Vol. 1. San Francisco: Morgan Kaufmann, (1998).
14. Alavi, A. H., et al., "Utilisation of Computational Intelligence Techniques for Stabilised Soil", 6th International Conference on Engineering Computational Technology, ECT 2008, (2008).
15. Alavi, A. H., et al., "Soft Computing Based Approaches for High Performance Concrete", 6th International Conference on Engineering Computational Technology, ECT 2008, (2008).
16. Gandomi, A. H., et al., "Application of a Coupled Simulated Annealing-genetic Programming Algorithm to the Prediction of Bolted Joints Behavior",American-Eurasian Journal of Scientific Research, Vol. 3.2, pp. 153-162, (2008).
17. Gandomi, A. H., et al., "Behavior Appraisal of Steel Semi-rigid Joints Using Linear Genetic Programming", Journal of Constructional Steel Research, Vol. 65.8-9, pp. 1738-1750, (2009).
18. Cevik, A., and Firat Cabalar, A., "Modelling Damping Ratio and Shear Modulus of Sand–mica Mixtures Using Genetic Programming", Expert Systems with Applications, Vol. 36.4, pp. 7749-7757, (2009).
19. Oltean, M., and Groşan, C., "Evolving Evolutionary Algorithms Using Multi Expression Programming", European Conference on Artificial Life, Springer, Berlin, Heidelberg, 651-658, (2003).
20. Oltean, M., and Groşan, C., "A Comparison of Several Linear Genetic Programming Techniques", Complex Systems, 14.4, pp. 285-314, (2003).
21. Burland, J. B., et al., "Settlement of Foundations on Sand and Gravel",Proceedings of the institution of Civil Engineers,  78.6, pp. 1325-1381, (1985).
22. Meyerhof, G. G., "Shallow Foundations", Journal of Soil Mechanics & Foundations Div,91, Proc. pp. 4275, (1965).
23. Bazaraa, A., Sadik, S., "Use of the Standard Penetration Test for Estimating Settlements of Shallow Foundations on Sand", University of Illinois at Urbana-Champaign, (1968).
24. Briaud, J. L., and Gibbens, R., "Behavior of five large spread footings in sand", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,  125.9, pp. 787-796, (1999).
25. Burbidge, M. C., "A Case Study Review of Settlements on Granular Soil", Diss. Imperial College, University of London, (1982).
26. Picornell, M., and Del Monte, E., "Prediction of Settlements of Cohesive Granular soils", Measured Performance of Shallow Foundations, ASCE, (1988).
27. Wahls, H. E., "Settlement Analysis for Shallow Foundations on Sand", Proceedings of the 3rd International Geotechnical Engineering Conference, Cairo, Egypt, 7-28 , (1997).