انتخاب صفحه

فهرست مطالب
فصل اول: کلیات

راه حل مستقیم برای تعیین پارامترهای نشست تحکیمی خاک، استفاده از آزمایش تحکیم است. 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 است. در اکثر این پروژه ها به منظور جلو گیری از نیاز به زمان طولانی و همچنین کاهش هزینه‌های انجام مطالعات ژئوتکنیک اغلب تعداد آزمایش ها کاهش داده می‌شود و در نتیجه اطلاعات پیوسته و جامع از خاکها بخصوص در مواردی که تنوع لایه بندی زیاد است، بدست نمی‌آید. این امر سبب می‌شود طراحان بدون داشتن اطلاعات کافی، اقدام به ساده سازی پارامترهای طراحی می‌نمایند که معمولا به صورت دست بالا است و از جهت دیگر سبب افزایش هزینه‌های اجرا می‌شود. بنابراین لازم است 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 می‌شود از طرف دیگر می‌تواند اطلاعات پیوسته‌ای از ساختگاه مورد نظر را فراهم سازد و دانش طراحان را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. با توجه به این موارد محققین مختلفی سعی کردند تا با استفاده 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 بررسی روابط ارائه شده توسط سایر محققین جهت تخمین نشست تحکیمی، با استفاده از اطلاعات تفصیلی بدست آمده از چهارده پروژه بزرگ ایران و با استفاده از شبکه‌های عصبی- فازی (ANFIS) مدلی با دقت بالا جهت تعیین نشست تحکیمی خاک ارائه می‌شود.

1-2- پدیده تحکیم
فشردگی یا تراکم خاک در اثر تاثیر سربار (وزن سازه) باعث نشست سازه واقع بر روی آن می‌شود که به این پدیده نشست خاک می‌گویند. که در حالت کلی نشست خاک به دو گروه زیر تقسیم می‌شوند:
الف) نشست آنی (Immediate Settlement) که ناشی از تغییر شکل الاستیک خاک خشک و یا خاکهای مرطوب و اشباع بدون تغییری در میزان آب می‌باشد و در تمام خاکها مورد توجه است.
ب) نشست تحکیمی (Consolidation Settlement) که ناشی از تغییر حجم خاک اشباع به علت رانده شدن آبهای موجود در حفرات است 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 می‌شود و به آن افزایش فشار آب حفره‌ای می‌گویند. در صورتی که زهکشی انجام شود، به مزور زمان حجم خاک کاهش می‌یابد که به آن تحکیم گفته می‌شود و باعث نشست می‌گردد. از طرفی ممکن است 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 میزان آن در سازه‌های متکی بر خاک‌های رسی است. آزمایش تحکیم در واقع آزمایش جهت بر آورد پارامترهای تحکیم یک بعدی ترزاقی است که از حل همزمان دو معادله تعادل و پیوستگی به صورت تک بعدی حاصل شده است.
نمونه گیری از خاک با حفظ شرایط واقعی کار بسیار مشکلی است. تفاوت قابل توجه در میزان 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 می‌شود و این مسئله علاوه بر افزایش هزینه انجام آزمایشات سبب پیچیدگی و وارد نمودن قضاوت مهندسی در پروژه‌های مهندسی ژئوتکنیک می‌گردد. 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 ولی متفاوت از پدیده‌های تصادفی هستند، ارائه داد. برای مثال نمی‌توان مردم را به دو گروه خوب و بد تقسیم کرد. یا دسته بندی پارامترهایی چون 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 .. است. این ایده اساس مجموعه‌های فازی نسبت به منطق کلاسیک است. در مجموعه کلاسیک یک شئ به مجموعه تعلق دارد یا ندارد ولی در مجموعه فازی درجه‌هایی از تعلق به یک مجموعه معرفی می‌شوند. یک مجموعه فازی تابع تعلقی دارد که در درجه‌های مختلفی از تعلق برای عناصر مشخص در آن تعریف می‌شود. تابع تعلق به صورت مقادیر گسسته یا به وسیله منحنی‌هایی تعریف می‌گردد. روشهای متعددی برای توصیف یک مجموعه فازی موجود دارد [2].
پروسه فازی سازی (fuzzification) مجموعه‌ای کلاسیک را به یک مجموعه تقریب زننده که فازی است تبدیل می‌کند [3]. از آنجاییکه هر عضو و درجه تعلق آن مستقل از عضو دیگر و درجه تعلق مربوط به آن است، پروسه خطی است و اصل جمع آثار در آن صدق می‌کند، یعنی هر عضو به تنهایی فازی می‌گردد [4].
منطق فازی بر اساس مفهوم مجموعه‌های فازی است و هر مقدار درستی در بازه [1 ، 0] را می‌پذیرد. از مفاهیم مجموعه‌های فازی در جبر فازی استفاده می‌شود.
به منظور طراحی یک سیستم کنترل منطق فازی باید قادر به توصیف عملیات زبانی باشد. به بیان دیگر مراحل زیر باید انجام شود[4]:
1) مشخص نمودن ورودی ها و خروجی ها با استفاده از متغیرهای زبانی
2) نسبت دادن توابع تعلق به متغیرها
3) ایجاد قواعد پایه (اساسی)
4) غیر فازی سازی (Defuzzification)
متغیرهای زبانی، توابع تعلق و قواعد پایه از تجربیات یک اپراتور ماهر بدست می‌آیند. قواعد پایه زیاد، معمولا منجر به عملکرد بهتری می‌شوند. 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 است. منظور از سیستم فازی در مهندسی سیستم فازی با فازی ساز (Fuzzifier) و غیر فازی ساز (Defuzzifier) است، شکل (1) [5].

1- مقدمه…………………………………………………………………….. 2
1-1- تعریف مساله و هدف از پژوهش……………………………………. 2
1-2- پدیده تحکیم…………………………………………………………… 2
1-3- منطق فازی…………………………………………………………… 3

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته

نشست تحکیمی یکی از ملاحظات مهم طراحی در پروژه‌های عمرانی همچون سازه ها، راهها و راه آهن می‌باشد. این پارامتر بوسیله آزمایش تحکیم تعیین می‌شود. آزمایش تحکیم یک آزمایش نسبتا وقت گیر و پر هزینه است که باید با دقت کافی انجام می‌شود.
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 توجه به حجم راه می‌شود. با توجه به زمان و هزینه نسبتا زیاد آزمایش تحکیم، تخمین نشت تحکیمی با استفاده از پارامترهای موثری که بتوان زیاد آزمایش تحکیم، تخمین نشست تحکیمی با استفاده 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 است.

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 می‌شود. شکل 1 نحوه تعیین ضریب فشردگی ( ) را نشان می‌دهد.

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 است. 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 شد. البته با بررسی دقیق تاریخ علم می‌توان ریشه‌های این نوع نگرش را در سالها قبل از ارائه رسمی نظریه فازی در سال 1965، یافت. 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 شد. در سال 1937 ماکس بلک (Max Black) فیلسوف کوانتوم مقاله‌ای منتشر کرد که آن را ابهام نامید. مقاله‌ای راجع به آنالیز منطقی که در مجله فلسفه علم منتشر شد. 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 استفاده او واژه مبهم بوده است 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 شد و بلکه نیز دیگر به آن نپرداخت. آن سالها، سالهای اوج تفکرات پوزیویست‌های منطقی بود (کاسکو، 1377).

2-3-2- دهه 60: ظهور فازی
رواج مجدد و موثر این رویکرد فکری با تغییر نام ابهام به فازی توسط دکتر لطفی زاده (L.Zadeh) استاد گروه مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه برکلی صورت گرفت. او در علم کنترل فرد متبحر و برجسته‌ای بود و در میان متخصصین این رشته علمی جایگاه ویژه‌ای داشت. زاده در اوایل دهه 60 بر این عقیده بود که تئوری کنترل کلاسیک بیش از حد بر روی دقت تاکید دارد و از این رو در کار با سیستمهای پیچیده کار آمد نیست.
(ما اساسا به نوع جدیدی از ریاضیات نیازمندیم. ریاضیات مقادیر مبهم یا فازی که توسط توزیع‌های احتمالات قابل توصیف نیستند.)

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…………………………………………………………………………… 8
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

تحکیم عبارت است از کاهش تدریجی حجم یک خاک اشباع با نفوذ پذیری کم در اثر زهکشی بخشی از آب حفره‌ای آن. عمل تحکیم تا زمانی که فشار آب حفره‌ای اضافی که به علت تنش کل به وجود آمده است کاملا محو شود ادامه خوهد داشت.
ساده ترین حالت تحکیم یک بعدی است که در آن تغییر شکل جانبی برابر صفر فرض می‌شود. عمل تورم که عکس تحکیم می‌باشد عبارت است از افزایش تدریجی حجم خاک در اثر جذب آب حفره‌ای و یا به عبارت بهتر افزایش حجم آب حفره ای.
هنگامی که یک لایه خاک تحت تاثیر یک تنش فشاری قرار می‌گیرد، نظیر آنچه که در زمان بنای یک ساختمان اتفاق می‌افتد تا حدود معینی فشرده می‌شود این فشردگی از راه‌های مختلف از جمله تغییر وضع قرار گرفتن دانه‌های جامد خاک و یا بیرون رانده شدن هوا و آب حفره‌ای از میان خاک نتیجه می‌شود. مطابق نظریه ترزاقی “کاهش میزان رطوبت خاک اشباع بدون جایگزین شدن آب با هوا عمل تحکیم نامیده می‌شود”

3-2 اصول پایه تحکیم
3-2-1 مفاهیم کلی تحکیم یک بعدی
یک لایه رسی در زیر سطح آب زیر زمینی و ما بین دو لایه بسیار نفوذ ناپذیر ماسه تحت سرباری به شدت در یک ناحیه بسیار بزرگ قرار گیرد فشار آب حفره ها ی در لایه رسی افزایش پیدا خواهد کرد. برای سرباری به وسعت نامحدود افزایش آنی فشار آب حفره‌ای در تمام عمق لایه رسی معادل با افزایش تنش کل خواهد بود بلافاصله بعد از اعمال سربار از آنجا که تنش کل برابر با مجموع تنش موثر و فشار آب حفره‌ای است در تمام اعماق لایه رسی افزایش تنش موثر ناشی از سربار مساوی صفر خواهد بود.
به عبارت دیگر در زمان t=0 کل افزایش تنش در تمام اعماق رس به فشار آب حفره‌ای تبدیل می‌شود و اسکلت دانه‌های خاک هیچ نیرویی را متحمل نمی‌شود.
بعد از وارد کردن سربار آب در فضاهای خالی لایه رس تحت فشار قرار خواهد گرفت و به طرف لایه‌های ماسه‌ای خیلی نفوذ پذیر جریان پیدا کرده و این جریان موجب کم شدن اضافه فشار آب حفره‌ای خواهد شد و در نتیجه افزایش تنش موثر به همین اندازه افزایش خواهد یافت به طوری نظری در زمان اضافه فشار حفره‌ای در تمام اعماق لایه رسی در اثر زهکشی تدریجی مستهلک شده در نتیجه خواهیم داشت:

آزمایش تحکیم
خصوصیات خاک ها را، ضمن تحکیم و یا تورم یک بعدی، می‌توان با استفاده از آزمایش تحکیم تعیین نمود. در شکل 4-3 مقطع یک وسیله انجام آزمایش تحکیم نشان داده شده است. این دستگاه را اودومتر می‌نامند. نمونه مورد آزمایش استوانه‌های است که در داخل یک حلقه فلزی نگه داشته شده و بین دو سنگ متخلخل قرار داه می‌شود. سنگ متخلخل فوقانی که می‌تواند با فاصله آزاد اندکی در داخل حلقه حرکت کند، در زیر کلاهک بار گذاری، که توسط آن فشار به نمونه وارد می‌آید، قرار دارد. کل این دستگاه در داخل محفظه‌های حاوی آب که به آب حفره‌ای نمونه متصل است قرار می‌گیرد. حلقه‌ای که نمونه در آن قرار دارد ممکن است ثابت، صاف و صیقلی باشد تا اصطکاک جدار کمترین مقدار را داشته باشد. حلقه محدود کننده شرایط مربوط به تغییر شکل جانبی صفر را بر روی نمونه اعمال می‌کند. نسبت تنش موثر جانبی به تنش قائم برابر است که ضریب فشار خاک در حالت سکون نامیده می‌شود. میزان فشار وارد بر نمونه با استفاده از حلقه نیروسنج که بر روی کلاهک بار گذاری قرار دارد اندازه گیری می‌شود.
روش انجام آزمایش در استاندارد‌های مختلف آورده شده است. میزان فشار اولیه بستگی به نوع خاک دارد و سپس فشارهایی به ترتیب بر نمونه وارد می‌شود که مقدار هر یک از آنها دو برابر مقدار قبلی است. هر یک از فشارها معمولا برای مدت 24 ساعت ( در پاره‌ای موارد استثنائی ممکن است تا 48 ساعت اعمال فشار ادامه یابد) به نمونه وارد می‌شود و قرائت میزان فشار در فواصل زمانی در ضمن این مدت انجام می‌گیرد. در آخر هر یک از نوبت‌های بار گذاری، زمانی که فشار آب حفره‌ای اضافی کاملا محو می‌گردد، میزان فشار وارد بر نمونه برابر تنش موثر قائم در نمونه می‌شود. نتایج آزمایش به صورت منحنی تغییرات ضخامت (یا درصد تغییر ضخامت) نمونه و یا نشانه خلاء در انتهای هر یک از نوبت‌های بار گذاری، بر حسب تنش موثر مربوط رسم شده و ارائه می‌گردد. تغییرات تنش موثر ممکن است در مقیاس طبیعی و یا لگاریتمی رسم شود. در مواردی که لازم باشد، می‌توان میزان انبساط نمونه را تحت اثر کاهش فشارهای متوالی اندازه گیری کرد. باید انبساط نمونه در اثر برداشتن فشار نهایی از روی نمونه اندازه گیری شود. حتی اگر لازم نباشد که خصوصیات تورم خاک تعیین شود.

دستگاه تحکیم(

دستگاه تحکیم(

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 استفاده 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

جمله فوق در واقع در میان متفکران نظریه فازی به عنوان یک اصل در مقال اصل (طرد شق ثالث) متفکران نظریه دو ارزشی تلقی می‌شود. جملاتی مثل (اول فروردین 1381 روز شنبه است)، (بقراط مرده است)، (سقراط فانی است.) (درجه حرارت هوا 30 درجه است)، (4=2+2)، (تنها عدد اول زوج 2 است)، (3 عدد اول نیست.) و از این قبیل یا صادق هستند و یا نیستند و از این دو حالت خارج نمی‌شوند. از ابتدای حیات ریاضیات صادق یا کاذب بودن گزاره ها مسلم و قطعی فرض می‌شد و شرایطی خارج از این دو حالت قابل تصور نبود. اساس علم منطق و ریاضی سیستم دو ارزشی بوده و به تبع آن جهان علم بر این مبنا پایه ریزی گردیده است. بارت کاسکو در کتاب (تفکر فازی) چنین نگرشی را نگرش سیاه و سفید می‌نامند و آن را یک اشتباه بزرگ علم قلمداد می‌کند و مدعی است که علم واقعیت خاکستری یا فازی را با ابزار سیاه و سفید ریاضی به نمایش گذاشته است و بدین گونه به نظر می‌رسد که واقعیتها نیز تنها سیاه یا سفید هستند [12].
آنچه محل تامل نظریه پردازان فازی می‌باشد عبارتهایی است که در آنها مباحثی وجود دارد که چندان شفاف و واضح نیستند و رگه‌هایی از ابهام (vagueness) و عدم قطعیت (Uncertainty) در آنها وجود دارد. اگر در یک جمع از حضار بخواهیم افراد متاهل دست خود را بالا ببرند یک مجموع مشخص متاهل و یک مجموعه مشخص غیر متاهل خواهیم داشت. یا اگر بخواهیم می‌توانیم به راحتی مجموعه زنان و مردان را تفکیک کنیم، اما در همان جمع اگر بخواهیم افرادی که از شغل خود رضایت دارند دست خود را بالا ببرند در کنار کسانی که بطور واضح دست خود را بالا برده‌اند و کسانی که با خیال راحت دستهایشان پایین است افرادی را خواهیم دید که در بالا نگه داشتن دستهای خود دچار تردید هستند و دستشان کم و بیش بالاست و یا کمی بالا رفته است که چنین واکنشی شاید نشان دهنده رضایت نسبی و یا کم رضایتی شغلی باشد. مباحثی مثل فانی و غیر فانی، زنده و مرده، مرد و زن، سفیدو غیر سفید، و از این قبیل مجموعه‌هایی مشخص، قطعی و دقیق (Precise) هستند که اعضای کاملا مشخص دارند که تردیدی در تعلق شئی خاصی مثل a در آنها وجود ندارد. اما مجموعه انسانهای خوشحال، راضی، بلند قد، زیبا، باهوش، فعال و لایق دارای یک سری ویژگیهای کیفی هستند که برای آنها مرز مشخص و قطعی و مسلمی وجود ندارد. این مفاهیم زبانی دارای ابهام هستند. در کتب منابع مختلف زبان شناسی، دستور زبان و فلسفه و منطق تعاریف و تقسیم بندی‌های متفاوتی از مقوله ابهام (در برخی موارد به Ambiguirty اشاره شده است.) آمده است.
بشر در زندگی روزمره خود با این نوع عبارتها بسیار سر و کار دارد و در استدلالهای خود از آنها استفاده می‌کند و چه بسا که درصد بالایی از استدلالها را چنین استدلالهایی تشکیل می‌دهند. عبارتهایی مثل (امروز هوا گرم است)، (هوا ابریست)، (من گرسنه هستم)، (این زنگ روشن است)، (فردا زود می‌آیم) و از این قبیل، مباحثی هستند که حالتهایی کیفی را بیان می‌کنند و این حالتهای کیفی در شرایط و موقعیت‌های متفاوت عملکردی متفاوت دارند. مثلا عبارت (امروز هوا گرم است) اگر در یکی از رویهای دی ماه گفته شود نسبت به زمانی که در مرداد ماه بیان شود بر شرایط کمی بسیار متفاوتی دلالت دارد. شنونده این جمله که در آن شرایط قرار دارد بدون هیچ توضیح اضافه‌ای می‌توان درک درستی نسبت به این جمله داشته باشد اما اگر گیرنده این جمله یک سیستم کامپیوتری با سیستم ارزش گذاری 0 و 1 باشد و هیچ اطلاعات دیگری نیز به او جز درجه حرارت هوا ندهیم، در مرداد به این جمله ارزش یک و در دی ارزش صفر می‌دهد اما یک سیستم هوشمندی فازی در مرداد به این عبارت ارزش یک و در روز زمستانی ارزش 3، 0 (به عنوان مثال) خواهد داد. چرا که در سیستم دو ارزشی (سیستم کامپیوتر‌های رقمی) یک مرز مشخص و قطعی، مثلا 20 درجه باید مشخص شود و اگر حتی به اندازه صدم درجه سانتیگراد تفاوت نسبت به این مرز مشخص وجود داشته باشد ارزش جمله مورد نظر تغییر خواهد یافت. مثلا حتی 99. 19 ، (هوا گرم است) ارزش صفر دارد و 20 (هوا گرم است) ارزش یک خواهد داشت. بنابر آنچه گفته شد حال می‌توان درکی نسبی از مفهوم کلمه فازی داشت. کلمه‌ای که اولین بار دکتر لطفی زاده آن را وارد جهان علم نمود.

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………………………………………………. 40
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- رابطه فازی…………………………………………………………. 47
4-3-5- ترکیب روابط فازی…………………………………………………… 47
4-3-6- اعدادی فازی……………………………………………………….. 47
4-3-7- اعداد فازی L-R ا……………………………………………………..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 استفاده 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………………………………………… 63
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

سلول عصبی مصنوعی به منظور تقلید از خصوصیات مرتبه اول سلول عصبی بیولیژیکی طراحی شده است. به طور ذاتی، دسته‌ای از ورودی ها به کار برده می‌شوند که هر کدام معرف خروجی سلول عصبی دیگری هستند. هر ورودی در وزن متناظرش که بیانگر قدرت اتصالی است ضرب می‌شود و سپس همه این ورودی‌های وزن دار با یکدیگر جمع می‌گردند تا سطح تحریک سلول عصبی را معین نمایند. شکل 1 مدلی را نشان می‌دهد که این نظریه را به انجام می‌رساند. علی رغم تنوع در الگوهای شبکه، تقریباً همه آنها بر اساس این ساختار بنا نهاده شده اند.
در اینجا دسته‌ای از ورودی ها که به صورت k= 1,…,k، xk نشان داده شده اند، به سلول عصبی اعمال می‌شوند. این ورودی ها که جمعا به عنوان یک بردار در نظر گرفته می‌شوند، مشابه علایمی هستند که به سیناپس های سلول عصبی فرستاده می‌شوند.هر سیگنال قبل از اینکه به واحد جمع که با علامت نشان داده شده است اعمال شود، در یک وزن مربوط به خود ضرب می‌گردد که هر وزن مشابه با قدرت یک اتصال سیناپتیک بیولوژیکی منفرد است.
واحد جمع که شباهت خیلی کمی به جسم سلول بیولوژیکی دارد، همه ورودی‌های وزن دار را به صورت جبری جمع و خروجی را تولید می‌کند که در اینجا با n که نشانه NET می‌باشد، نشان داده می‌شود. این روند ممکن است به طور خلاصه با نمادبرداری به صورت NET = XW بیان شود.

5-1 سلول عصبی مصنوعی……………………………………………….. 70
5-2 توابع تحریک……………………………………………………………… 70
5-3 شبکه‌های عصبی چند لایه…………………………………………… 72
5-4 شبکه‌های بازگشتی……………………………………………………. 72
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………………………………………. 75
5-10 خودسازمانی…………………………………………………………… 77
5-11 الگوریتم انتشار برگشتی………………………………………………. 78
5-12 ساختار شبکه در الگوریتم انتشار برگشتی………………………… 79
5-13 نگرشی کلی بر آموزش شبکه……………………………………… 80
5-14 تشخیص تصویر …………………………………………………………80
5-15 حرکت به پیش …………………………………………………………81
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………………………………………. 83
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 نحوه ارائه زوج‌های آموزشی به شبکه…………………………… 91
5-27 سنجش میزان یادگیری و عملکرد شبکه………………………… 91
5-28 جذر میانگین مربع خطاها………………………………………….. 91
5-29 استفاده از دستورات MATLAB ا……………………………………..92

فصل ششم: برآورد ضریب فشردگی تحکیم به وسیله پارامترهای فیزیکی خاک

نشست تحکیمی یکی از ملاحظات مهم طراحی در پروژه‌های عمرانی همچون سازه ها، راهها و راه آهن است. این پارامتر بوسیله آزمایش تحکیم تعیین می‌شود. آزمایش تحکیم یک آزمایش نسبتا وقت گیر است که باید با دقت کافی انجام شود. در بسیاری از پروژه ها به خصوص در پروژه‌های خطی مانند راهها و راه آهن عدم انجام آزمایش تحکیم به تعداد و با دقت کافی ممکن است سبب وارد آمدن خسارات قابل توجهی گردد. با توجه به زمان و هزینه نسبتا زیاد آزمایش تحکیم، تخمین نشست تحکیمی بر مبنای پارامترهای موثری که با انجام آزمایشات ساده و کم هزنیه و با دقت کافی قابل تعیین باشند، همواره مورد توجه بسیاری از کارشناسان و محققین ژئوتکنیک و راه سازی بوده است.
در این پژوهش با استفاده از مجموعه‌ای از داده‌های آزمایشگاهی بدست آمده از چهارده طرح بزرگ ایران و به کمک روش برازش خطی گام به گام رابطه‌ای برای تخمین میزان نشست تحکیمی خاک بر اساس پارامتر‌های موثر وابسته ارائه شده است. سپس با استفاده از مجموعه‌ای از داده‌های آزمایشگاهی نتایج این رابطه با نتایج آزمایشگاهی و روابط ارائه شده توسط محققین دیگر مقایسه شده است. سپس ضریب فشردگی تحکیم با استفاده از شبکه‌های عصبی -فازی (ANFIS) مدل سازی گردیده است.
نمونه گیری از خاک با حفظ شرایط واقعی کار بسیار مشکلی است. تفاوت قابل توجه در میزان رطوبت، حد روانی و شاخص پلاستیسیته و فشار همه جانبه نمونه‌های تهیه شده از اعماق مختلف و حتی از یک عمق خاص، بیانگر تفاوت رفتار در نمونه‌های تهیه شده از یک نوع خاک می‌شود و این مسئله علاوه بر افزایش هزینه انجام آزمایشات سبب پیچیدگی و وارد نمودن قضاوت مهندسی در پروژه‌های مهندسی ژئوتکنیک می‌گردد. 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.
راه حل مستقیم برای تعیین پارامترهای نشست تحکیمی خاک، استفاده از آزمایش تحکیم است. مطابق استاندارد ASTM D2435-90 انجام آزمایش تحکیم نیاز به صرف حدود یک هفته وقت دارد. دشواری انجام آزمایش تحکیم و بالاخص زمان طولانی انجام و هزینه بالای آن سبب بروز محدودیت‌های فراوان در کیفیت و کمیت آزمایش به ویژه در پروژه‌های حجیم و وقت گیر شده است. در اکثر این پروژه ها به منظور جلو گیری از نیاز به زمان طولانی و همچنین کاهش هزینه‌های انجام مطالعات ژئوتکنیک اغلب تعداد آزمایش ها کاهش داده می‌شود و در نتیجه اطلاعات پیوسته و جامع از خاکها بخصوص در مواردی که تنوع لایه بندی زیاد است، بدست نمی‌آید. این امر سبب می‌شود طراحان بدون داشتن اطلاعات کافی، اقدام به ساده سازی پارامترهای طراحی نمایند که معمولا به صورت دست بالا است و از جهت دیگر سبب افزایش هزینه‌های اجرا می‌شود. بنابراین لازم است 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 می‌شود از طرف دیگر می‌تواند اطلاعات پیوسته‌ای از ساختگاه مورد نظر را فراهم سازد و دانش طراحان را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. با توجه به این موارد محققین مختلفی سعی کردند تا با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی فرمول‌های تجربی جهت تعیین پارامترهای تحکیم خاک ارائه دهند. بدین طریق می‌توان سایر محققین جهت تخمین نشست تحکیمی، با استفاده از اطلاعات تفصیلی بدست آمده از ده پروژه بزرگ ایران، رابطه‌ای جامع تر و با دقت بالا جهت تعیین نشست تحکیمی خاک ها ارائه نمود.

6-1- مقدمه ………………………………………………………………..96
6-2- شناسایی پارامترهای موثر در نشست تحکیمی خاک…………. 97
6-3 بانک اطلاعات مورد استفاده………………………………………… 98
6-4 تحلیل اطلاعات با استفاده از روش برازش خطی………………… 99
6-5- نتیجه گیری……………………………………………………………. 102

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل هفتم: مدل سازی ضریب فشردگی با استفاده از شبکه‌های عصبی-فازی

7-1 آشنایی با مدلسازی توسط ANFISا……………………………………… 105
7-2 مدلسازی ضریب فشردگی با استفاده از شبکه عصبی-فازی (ANFIS) ا107
7-3 چگونگی مدلسازی وتحلیل مدل و بررسی نتایج………………………… 109

فصل هشتم: نتیجه گیری، پیشنهادات، محدودیتها.

8-1 نتیجه گیری…………………………………………………………………. 121
8-2- محدودیتها:………………………………………………………………… 121
8-3- پیشنهاد برای ادامه مطالعه……………………………………………..: 122

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.



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان