پیش بینی تراوش از بدنه سدهای خاکی با استفاده از روش¬های داده¬کاوی93

168910-33020000
دانشگاه آزاد اسلامی
واحد سمنان
دانشکده فنی و مهندسی
پایاننامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران
گرایش مکانیک خاک و پی
عنوان
پیش بینی تراوش از بدنه سدهای خاکی با استفاده از روشهای دادهکاوی
استاد راهنما
دكتر محمود نیکخواه شهمیرزادی
استاد مشاور
دكتر رحمان شریفی
نگارنده
محمدحسن جعفری
شهریور 1393
تقدیم به:
آنانکه
ذهنی زیبا
قلبی دست یافتنی
زبانی آرام بخش
و دستانی یاریدهنده دارند
تقدیم با بوسه بر دستان پدرم:
به او که نمی دانم از بزرگیاش بگویم یا مردانگی سخاوت، سکوت، مهربانی و…
تقدیم به مادرم:
آنکه آفتاب مهرش در آستانه قلبم، همچنان پابرجاست و هرگز غروب نخواهد کرد
تقدیم به همسرم:
همان اسطوره زندگیم، پناه خستگیم و امید بودنم
و تقدیم به پسر نازنینم سبحان:
همان امید بخش جانم که آسایش او آرامش من است.
سپاسگزاری
از خداوند بزرگ بخاطر موهبتهایی که به من ارزانی داشته سپاسگزاری مینمایم که در پرتو الطاف و عنایات توفیق عطا فرمودی تا در راهی که همواره ممدوح اولیای الهی و خردمندان و فرزانگان بوده است گام بردارم. خداوندا مرا آن شایستگی عنایت فرما تا در بازماندهی حیات خود سزاوار دانش افزونتر از جانب تو باشم و عنایت فرما تا آموختههایم بیبهره نباشد و بتوانم به یاری علمی که مرا دادهای بندهای شایسته برای تو و یاوری توانا برای بندگانت باشم.
اکنون که با عنایت و استعانت حضرت حق این پژوهش پایان یافته است بر خود واجب میدانم از استاد فرزانه جناب آقای دکتر محمود نیکخواه شهمیرزادی که در طول تهیه و تدوین این رساله راهنمای من بوده و زحمتهای مرا تحمل و مرا در این مسیر یاری نموده و نصیحت‌های گرانقدر و کارگشای خود را به اینجانب ارائه نمودهاند، کمال تشکر و سپاسگزاری را دارم.
از اساتید مشاور و داور جناب آقایان دکتر رحمان شریفی و دکتر مهدی جلیلی که از رهنمودهای گرانقدرشان بهره بردهام صمیمانه تقدیر وتشکر مینمایم.
بر خود لازم میدانم از دوستان عزیزم جناب آقایان دکتر حمید توشنی و مهندس سعید شکیبا راد که مرا یاری نموده اندکمال تشکر را داشته باشم.

معاونت پژوهش و فناوری
فرم منشور اخلاق پژوهش
اینجانب.محمدحسن جعفری. دانشجوی رشته. کارشناسیارشد عمران گرایش مکانیک خاک و پی.تعهد می نمایم که اصول زیر را در انجام پایان نامه مدنظر قرار داده ام.
1-اصل حقیقت جویی: تلاش در راستای پی جویی حقیقت و وفاداری به آن و دوری از هرگونه پنهان سازی حقیقت.
2- اصل رعایت حقوق: التزام به رعایت کامل حقوق پژوهشگران و پژوهیدگان (انسان،حیوان، نبات) و سایر صاحبان حق.
3- اصل مالکیت مادی و معنوی: تعهد به رعایت کامل حقوق مادی و معنوی دانشگاه و کلیه همکاران پژوهش.
4- اصل منافع ملی: تعهد به رعایت مصالح ملی و در نظرداشتن پیشبرد و توسعه کشور در کلیه مراحل پژوهش.
5- رعایت انصاف و امانت: تعهد به اجتناب از هرگونه جانب داری غیرعلمی و حفاظت از اموال، تجهیزات و منابع دراختیار.
6-اصل راز داری: تعهد به صیانت از اسرار واطلاعات محرمانه افراد، سازمان ها و کشور و کلیه افراد و نهادهای مرتبط با تحقیق.
7- اصل احترام: تعهد به رعایت حریم ها و حرمت ها در انجام تحقیقات و رعایت جانب نقد و خودداری از هرگونه حرمت شکنی.
8- اصل ترویج: تعهد به رواج دانش و اشاعه نتایج تحقیقات و انتقال آن به همکاران علمی و دانشجویان به غیر از مواردی که منع قانونی دارد.
9- اصل برائت: التزام به برائت جویی از هرگونه رفتار غیرحرفه ای و اعلام موضع نسبت به کسانی که حوزه علم و پژوهش را به شائبه های غیرعلمی می آلایند.
محل امضاء و تاریخ
تعهد نامه اصالت رساله پایان نامه تحصیلی
اینجانب محمدحسن جعفری دانش آموخته مقطع کارشناسی ارشد ناپیوسته/ دکتری تخصصی در رشته….مهندسی عمران گرایش مکانیک خاک و پی..که در تاریخ….29/06/1393….از پایان نامه/ رساله خود تحت عنوان ” پیش بینی تراوش از بدنه سدهای خاکی با استفاده از روش های داده کاوی “با کسب نمره 18 (هجده).و درجه……………………………دفاع نموده ام، بدینوسیله متعهد میشوم:
1) این پایان نامه/رساله حاصل تحقیق و پژوهش انجام شده توسط اینجانب بوده و در مواردی که از دستاوردهای علمی و پژوهشی دیگران(اعم از پایان نامه،کتاب،مقاله و…) استفاده نمودهام، مطابق ضوابط و رویه موجود، نام منبع مورد استفاده و سایر مشخصات آن را در فهرست مربوطه ذکر و درج نمودهام.
2) این پایان نامه/ رساله قبلا برای دریافت هیچ مدرک تحصیلی (هم سطح، پایین تر یا بالاتر) در سایر دانشگاهها و مؤسسات آموزش عالی ارائه نشده است.
3)چنانچه بعد از فراغت از تحصیل، قصد استفاده و هرگونه بهره برداری اعم از چاپ کتاب، ثبت اختراع و…. از این پایان نامه یا رساله داشته باشم، از حوزه معاونت پژوهشی واحد مجوزهای مربوطه را اخذ نمایم.
4) چنانچه در هر مقطع زمانی خلاف موارد فوق ثابت شود، عواقب ناشی از آن را می پذیرم و دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان مجاز است با اینجانب مطابق ضوابط و مقررات رفتار نموده و در صورت ابطال مدرک تحصیلیام هیچگونه ادعایی نخواهم داشت.
نام و نام خانوادگی:
تاریخ و امضاء:
فهرست مطالب
چکیده
TOC o “1-3” h z u فصل اول: کلیات PAGEREF _Toc398937649 h 11-1- مقدمه PAGEREF _Toc398937650 h 21-2- بیان مسئله PAGEREF _Toc398937651 h 31-3- اهیمت و ضرورت تحقیق PAGEREF _Toc398937652 h 51-4- متغییرهای تحقیق PAGEREF _Toc398937653 h 81-5- متغییرهای تحقیق PAGEREF _Toc398937654 h 81-5-1- هدف اصلي(کلی) تحقيق PAGEREF _Toc398937655 h 81-5-2- اهداف فرعي(اختصاصی) PAGEREF _Toc398937656 h 81-6- سوالهای تحقیق PAGEREF _Toc398937657 h 91-6-1- سوال اصلي تحقيق: PAGEREF _Toc398937658 h 91-6-2- سوالهای فرعي(ویژه) PAGEREF _Toc398937659 h 91-7- فرضيههای تحقیق PAGEREF _Toc398937660 h 91-8- تعریف واژهها و اصطلاحات فنی و تخصصی ( به صورت مفهومی و عملیاتی) PAGEREF _Toc398937661 h 101-8-1- تعاریف مفهومی PAGEREF _Toc398937662 h 101-8-2- تعاریف عملیاتی PAGEREF _Toc398937663 h 111-9- محدودیتهای تحقیق PAGEREF _Toc398937664 h 11فصل دوم:مبانی نظری و پیشینه تحقیق PAGEREF _Toc398937665 h 122-1- تئوری پدیده تراوش PAGEREF _Toc398937666 h 132-1-1- مقدمه PAGEREF _Toc398937667 h 132-1-2- جریان در محیط‌های متخلخل PAGEREF _Toc398937668 h 132-1-3- تراوش حالت پایدار ایزوتروپیک ناهمگن PAGEREF _Toc398937669 h 172-1-4- تراوش حالت پایدار، غیر ایزوتروپیک و ناهمگن PAGEREF _Toc398937670 h 182-1-5- جریان یک بعدی PAGEREF _Toc398937671 h 192-1-6- قانون دارسي در خاک‌های غيراشباع PAGEREF _Toc398937672 h 212-1-7- ضريب نفوذپذيري خاک‌های غيراشباع PAGEREF _Toc398937673 h 232-1-8- شرایط مرزی در مسائل آنالیز تراوش PAGEREF _Toc398937674 h 26مرز نفوذپذیر PAGEREF _Toc398937675 h 272-1-8-1- ورودی‌ها و خروجی‌ها PAGEREF _Toc398937676 h 272-1-8-2- سطح تراوش PAGEREF _Toc398937677 h 282-1-8-3- خط تراوش PAGEREF _Toc398937678 h 282-2- آمار سدسازی در کشورهای مختلف PAGEREF _Toc398937679 h 282-2-1- خرابی سدها PAGEREF _Toc398937680 h 312-2-2- آمار خرابی سدها PAGEREF _Toc398937681 h 352-2-3- آمار دلایل مختلف خرابی سدها PAGEREF _Toc398937682 h 412-2-4- علل افزایش تراوش PAGEREF _Toc398937683 h 462-2-5- حجم مجاز و قابل قبول تراوش PAGEREF _Toc398937684 h 482-2-6- عواقب سوء تراوش PAGEREF _Toc398937685 h 512-3- مظالعات اخیر در زمینه تراوش PAGEREF _Toc398937686 h 542-3-1- مطالعه اِرسایین(2006( PAGEREF _Toc398937687 h 542-3-2- مطالعه می آ او و همکاران(2012) PAGEREF _Toc398937688 h 562-3-3- مطالعه نورانی و همکاران(2012) PAGEREF _Toc398937689 h 562-3-4- مطالعه پورکریمی و همکاران(2013) PAGEREF _Toc398937690 h 572-3-5- مطالعه کمانبهدست و دلواری(2013) PAGEREF _Toc398937691 h 58فصل 3: روش تحقیق PAGEREF _Toc398937692 h 603-1- شبکه‌های عصبی مصنوعی PAGEREF _Toc398937693 h 613-1-1- مقدمه PAGEREF _Toc398937694 h 613-1-2- مدل ریاضی شبکه‌های عصبی PAGEREF _Toc398937695 h 643-1-2-1- نرون PAGEREF _Toc398937696 h 643-1-2-2- لایه‌های چند نرونی PAGEREF _Toc398937697 h 673-1-3- شبکه‌های چند لایه PAGEREF _Toc398937698 h 673-1-3-1- توابع محرک (تابع تبدیل) PAGEREF _Toc398937699 h 693-1-4- آموزش شبکه و تنظیم پارامترها PAGEREF _Toc398937700 h 723-2- سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیق پذیر (ANFIS) PAGEREF _Toc398937701 h 733-2-1- تاریخچه منطق فازی PAGEREF _Toc398937702 h 743-2-2- انواع سامانه‌های فازی PAGEREF _Toc398937703 h 763-2-3- ساختار سامانه‌های فازی PAGEREF _Toc398937704 h 773-2-4- سامانه عصبی- فازی‌ PAGEREF _Toc398937705 h 803-3- معرفی سد ستارخان و بررسی دادههای ابزار دقیق آن PAGEREF _Toc398937706 h 823-3-1- مقدمه PAGEREF _Toc398937707 h 823-3-2- موقعیت پروژه PAGEREF _Toc398937708 h 833-3-3- مشخصات کلی پروژه PAGEREF _Toc398937709 h 843-3-4- مصالح مورد استفاده در بدنه سد PAGEREF _Toc398937710 h 853-3-4-1- مصالح مورد استفاده در هسته آببند PAGEREF _Toc398937711 h 853-3-4-2- مصالح مورد استفاده در لایههای فیلتر PAGEREF _Toc398937712 h 853-3-4-3- مصالح مورد استفاده در لایههای زهکش PAGEREF _Toc398937713 h 853-3-4-4- مصالح مورد استفاده در پوسته سنگریزهای PAGEREF _Toc398937714 h 863-3-4-5- مصالح مورد استفاده در لایه محافظ شیبهای سراب و پایاب سد PAGEREF _Toc398937715 h 863-3-5- ویژگیهای زمینشناسی و ژئوتکنیکی ساختگاه سد ستارخان PAGEREF _Toc398937716 h 873-3-5-1- زمین شناسی PAGEREF _Toc398937717 h 873-3-5-2- ژئوتکنیک ساختگاه سد PAGEREF _Toc398937718 h 883-3-5-3- سنگ تکیهگاهها و زیر آبرفت PAGEREF _Toc398937719 h 893-3-5-4- آبرفت پی PAGEREF _Toc398937720 h 893-4- مطالعات ژئوتکنیک مرحله دوم PAGEREF _Toc398937721 h 903-5- آببندی سد توسط پردههای آببند بتن خمیری PAGEREF _Toc398937722 h 923-6- ابزاربندی PAGEREF _Toc398937723 h 933-6-1- پیزومترهای لولهباز PAGEREF _Toc398937724 h 953-6-2- پیزومترهای تار (سیم) مرتعش PAGEREF _Toc398937725 h 953-7- بررسی دادههای ابزاردقیق در بدنه سد ستارخان PAGEREF _Toc398937726 h 98فصل 4:نتایج تحقیق PAGEREF _Toc398937727 h 994-1- مقدمه PAGEREF _Toc398937728 h 1004-2- مجموعه داده‌ها PAGEREF _Toc398937729 h 1004-3- ساختار مدل شبکه عصبی پیشنهادی PAGEREF _Toc398937730 h 1024-4- ارزیابی و مقایسه عملکرد مدل‌ پیشنهادی PAGEREF _Toc398937731 h 1064-5- جمعبندی و نتیجهگیری PAGEREF _Toc398937732 h 118فصل 5:بحث، نتیجهگیری و پیشنهادها PAGEREF _Toc398937733 h 1195-1- مقدمه PAGEREF _Toc398937735 h 1205-2- نتایج PAGEREF _Toc398937736 h 1205-3- پیشنهادها PAGEREF _Toc398937737 h 121
فهرست اشکال
TOC h z t “زيرنويس شکل” c شکل (2-1) عبور جریان در خاکهای غیر اشباع PAGEREF _Toc397371499 h 15شکل (2-2) تغییرات ضریب نفوذپذیری در یک خاک غیر اشباع PAGEREF _Toc397371500 h 18شکل (2-3) تعادل استاتیکی و شرایط جریان رژیم پایدار در ناحیه با فشارهای حفرهای منفی PAGEREF _Toc397371501 h 21شکل (2-4) بررسي آزمايشگاهي قانون دارسي براي جريان آب در خاک‌های غيراشباع PAGEREF _Toc397371502 h 23شکل (2-5) مراحل غيراشباع شدن خاك بر اثر خروج تدريجي آب و کاهش درجه اشباع به جهت افزايش مكش ماتریک PAGEREF _Toc397371503 h 24شکل (2-6) اثر مكش ماتریک بر روي درجه اشباع PAGEREF _Toc397371504 h 25شکل (2-7) تغییرات ضریب نفوذپذیری و درصد رطوبت نسبت به مکش ماتریک PAGEREF _Toc397371505 h 25شکل (2-8) تغييرات ضريب نفوذپذيري بر حسب درصد رطوبت PAGEREF _Toc397371506 h 26شکل (2-9) مثال‌هایی از شرایط مرزی PAGEREF _Toc397371507 h 27شکل (2-10) مقایسه سدهای خاکی ساخته شده در هفت کشور دنیا(ICOLD, 2008) PAGEREF _Toc397371508 h 29شکل (2-11) مقایسه سدهای سنگریزهای ساخته شده در هفت کشور دنیا(ICOLD, 2008) PAGEREF _Toc397371509 h 30شکل (2-12) مقایسه سدهای وزنی ساخته شده در هفت کشور دنیا(ICOLD, 2008) PAGEREF _Toc397371510 h 30شکل (2-13) آمار سدهای ساخته شده در ایران(ICOLD, 2008) PAGEREF _Toc397371511 h 31شکل (2-14) تعداد موارد تخریب یا آسیب سدها در کشوهای مختلف (ICOLD, 2008) PAGEREF _Toc397371512 h 36شکل (2-15) تعداد موارد تخریب یا آسیب در سدهای ثبت شده در ICOLD PAGEREF _Toc397371513 h 37شکل (2-16) درصد موارد تخریب یا آسیب در سدهای ثبت شده در ICOLD PAGEREF _Toc397371514 h 37شکل (2-17) توزیع تعداد موارد تخریب یا آسیب نسبت به نوع پی در سدهای ثبت شده در ICOLD PAGEREF _Toc397371515 h 38شکل (2-18) توزیع درصد موارد تخریب یا آسیب نسبت به نوع پی در سدهای ثبت شده در ICOLD PAGEREF _Toc397371516 h 39شکل (2-19) توزیع تعداد نوع تخریب یا آسیب وارده در سدهای ثبت شده در ICOLD PAGEREF _Toc397371517 h 40شکل (2-20) توزیع درصد نوع تخریب یا آسیب وارده در سدهای ثبت شده در ICOLD PAGEREF _Toc397371518 h 40شکل (2-21) آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف توسط میدل بروک PAGEREF

Author:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *