پایان نامه پیش بینی تراوش از بدنه سدهای خاکی با استفاده از روش های داده کاوی

پایان نامه پیش بینی تراوش از بدنه سدهای خاکی با استفاده از روش های داده کاوی

فرمت فایل دانلودی: .docx
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 142

پایان نامه پیش بینی تراوش از بدنه سدهای خاکی با استفاده از روش های داده کاوی
نوع فایل: Word و قابل ویرایش
تعداد صفحات : 142 صفحه

چکیده
سدها همواره از سازه های زیر بنایی شمرده می‌شوند و دارای ارزش حیاتی می باشند. در گذشته ایجاد سد عمدتاً با اهداف تأمین آب آشامیدنی و آبیاری مزارع کشاورزی بوده ولی امروز به دلیل نیاز به انرژی برق آبی و اهداف دیگر توسعه بیشتری یافته است. برآورد میزان ۲۰ میلیارد متر مکعب برداشت از آب‌های شیرین جهان خود دلیلی بر اهمیت سد سازی در دنیای امروز است. از این رو، بررسی و جلوگیری از خرابی سدها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اگرچه در گذشته پدیده روگذری، اولین دلیل تخریب سدها بوده است اما امروزه با افزایش دوره طراحی سیلاب، عمده ترین مشکلی که توجه مهندسان را به خود جلب کرده است، مسئله تراوش است. وجود تراوش در سدهای خاکی غیر قابل اجتناب است، اما اگر شرایط مناسبی برای فرسایش خاک وجود داشته باشد، موجب شسته شدن نقاط مستعد گردیده و چنانچه در ابتدای بروز فرسایش اقدامات لازم صورت نگیرد، به تخریب سد منجر می شود. اصولاً بروز تراوش در سدهای خاکی امری اجتناب ناپذیر است. اما می بایست تراوش طوری مهار شود تا در مدت ۵۰ الی ۱۰۰ سال بهره-برداری سد، نتواند به پایداری و ایمنی سد لطمه ای بزند. با وجود تمام پیشرفت هایی صورت گرفته در علم مهندسی ژئوتکنیک، معضل تراوش تا به امروز اصلی ترین مشکلی است که در سدها بروز می کند.
در این تحقیق تلاش شد با به کارگیری شبکه عصبی مصنوعی به عنوان یکی از قویترین و معروف-ترین روش های داده کاوی به پیش بینی تراوش از بدنه سد خاکی "ستارخان" پرداخته شود. جهت تحقق به این هدف، از مجموعه داده ای شامل ۱۶۸۴ داده پیزومتری استفاده شد. مجموعه داده به دو بخش آموزش و صحت سنجی با نسبت ۸۰ به ۲۰ تفکیک شدند. به کارگیری پارامترهای آماری مناسب و کاربردی نشان داد شبکه ارائه شده به خوبی آموزش دیده است و قابلیت بالایی در پیش-بینی پدیده تراوش دارد.
بررسی جامع آمار خرابی در سدها، علل مختلف خرابی سدهای خاکی و شناخت پدیده تراوش به عنوان مهترین علل خرابی سدهای خاکی از دیگر بخش های مهم این تحقیق می باشند.
کلمات کلیدی: آمار سدسازی، سدهای خاکی، تراوش، علل خرابی سدها، داده کاوی، شبکه عصبی مصنوعی


فهرست مطالب
فصل اول: کلیات 1
۱-۱- مقدمه 2
۱-۲- بیان مسئله 3
۱-۳- اهیمت و ضرورت تحقیق 5
۱-۴- متغییرهای تحقیق 8
۱-۵- متغییرهای تحقیق 8
۱-۵-۱- هدف اصلی(کلی) تحقیق 8
۱-۵-۲- اهداف فرعی(اختصاصی) 8
۱-۶- سوال های تحقیق 9
۱-۶-۱- سوال اصلی تحقیق: 9
۱-۶-۲- سوال های فرعی(ویژه) 9
۱-۷- فرضیه های تحقیق 9
۱-۸- تعریف واژه ها و اصطلاحات فنی و تخصصی ( به صورت مفهومی و عملیاتی) 10
۱-۸-۱- تعاریف مفهومی 10
۱-۸-۲- تعاریف عملیاتی 11
۱-۹- محدودیت های تحقیق 11
فصل دوم:مبانی نظری و پیشینه تحقیق 12
۲-۱- تئوری پدیده تراوش 13
۲-۱-۱- مقدمه 13
۲-۱-۲- جریان در محیط‌های متخلخل 13
۲-۱-۳- تراوش حالت پایدار ایزوتروپیک ناهمگن 17
۲-۱-۴- تراوش حالت پایدار، غیر ایزوتروپیک و ناهمگن 18
۲-۱-۵- جریان یک بعدی 19
۲-۱-۶- قانون دارسی در خاک‌های غیراشباع 21
۲-۱-۷- ضریب نفوذپذیری خاک‌های غیراشباع 23
۲-۱-۸- شرایط مرزی در مسائل آنالیز تراوش 26
مرز نفوذپذیر 27
۲-۱-۸-۱- ورودی‌ها و خروجی‌ها 27
۲-۱-۸-۲- سطح تراوش 28
۲-۱-۸-۳- خط تراوش 28
۲-۲- آمار سدسازی در کشورهای مختلف 28
۲-۲-۱- خرابی سدها 31
۲-۲-۲- آمار خرابی سدها 35
۲-۲-۳- آمار دلایل مختلف خرابی سدها 41
۲-۲-۴- علل افزایش تراوش 46
۲-۲-۵- حجم مجاز و قابل قبول تراوش 48
۲-۲-۶- عواقب سوء تراوش 51
۲-۳- مظالعات اخیر در زمینه تراوش 54
۲-۳-۱- مطالعه اِرسایین(۲۰۰۶( 54
۲-۳-۲- مطالعه می آ او و همکاران(۲۰۱۲) 56
۲-۳-۳- مطالعه نورانی و همکاران(۲۰۱۲) 56
۲-۳-۴- مطالعه پورکریمی و همکاران(۲۰۱۳) 57
۲-۳-۵- مطالعه کمان به دست و دلواری(۲۰۱۳) 58
فصل ۳: روش تحقیق 60
۳-۱- شبکه‌های عصبی مصنوعی 61
۳-۱-۱- مقدمه 61
۳-۱-۲- مدل ریاضی شبکه‌های عصبی 64
۳-۱-۲-۱- نرون 64
۳-۱-۲-۲- لایه‌های چند نرونی 67
۳-۱-۳- شبکه‌های چند لایه 67
۳-۱-۳-۱- توابع محرک (تابع تبدیل) 69
۳-۱-۴- آموزش شبکه و تنظیم پارامترها 72
۳-۲- سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیق پذیر (ANFIS) 73
۳-۲-۱- تاریخچه منطق فازی 74
۳-۲-۲- انواع سامانه‌های فازی 76
۳-۲-۳- ساختار سامانه‌های فازی 77
۳-۲-۴- سامانه عصبی- فازی‌ 80
۳-۳- معرفی سد ستارخان و بررسی داده های ابزار دقیق آن 82
۳-۳-۱- مقدمه 82
۳-۳-۲- موقعیت پروژه 83
۳-۳-۳- مشخصات کلی پروژه 84
۳-۳-۴- مصالح مورد استفاده در بدنه سد 85
۳-۳-۴-۱- مصالح مورد استفاده در هسته آب بند 85
۳-۳-۴-۲- مصالح مورد استفاده در لایه های فیلتر 85
۳-۳-۴-۳- مصالح مورد استفاده در لایه های زهکش 85
۳-۳-۴-۴- مصالح مورد استفاده در پوسته سنگریزه ای 86
۳-۳-۴-۵- مصالح مورد استفاده در لایه محافظ شیب های سراب و پایاب سد 86
۳-۳-۵- ویژگی های زمین شناسی و ژئوتکنیکی ساختگاه سد ستارخان 87
۳-۳-۵-۱- زمین شناسی 87
۳-۳-۵-۲- ژئوتکنیک ساختگاه سد 88
۳-۳-۵-۳- سنگ تکیه گاه ها و زیر آبرفت 89
۳-۳-۵-۴- آبرفت پی 89
۳-۴- مطالعات ژئوتکنیک مرحله دوم 90
۳-۵- آببندی سد توسط پرده های آب بند بتن خمیری 92
۳-۶- ابزاربندی 93
۳-۶-۱- پیزومترهای لوله باز 95
۳-۶-۲- پیزومترهای تار (سیم) مرتعش 95
۳-۷- بررسی داده های ابزاردقیق در بدنه سد ستارخان 98
فصل ۴:نتایج تحقیق 99
۴-۱- مقدمه 100
۴-۲- مجموعه داده‌ها 100
۴-۳- ساختار مدل شبکه عصبی پیشنهادی 102
۴-۴- ارزیابی و مقایسه عملکرد مدل‌ پیشنهادی 106
۴-۵- جمع بندی و نتیجه گیری 118
فصل ۵:بحث، نتیجه گیری و پیشنهادها 119
۵-۱- مقدمه 120
۵-۲- نتایج 120
۵-۳- پیشنهادها 121

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.