استفاده از دو الگوریتم بهینه‌سازی هوشمند در تخمین تنش مؤثر خاک‌های غیراشباع

نویسندگان

1 گروه مهندسی ژئومکانیک، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک

2 گروه مهندسی ژئومکانیک، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک

3 گروه مهندسی ژئومکانیک، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک

doi
10.22034/jcee.2021.45921.2033
چکیده

خاک‌های غیراشباع حدود 40 درصد از خاک‌های سطح زمین را پوشانده و در اکثر پروژ‌ه‌های مهندسی ژئومکانیک به چنین خاک‌های برخورد می‌شود. تعیین مقاومت برشی خاک‌های غیراشباع براساس اصل تنش مؤثر  به­ منظور استفاده در این‌گونه پروژه‌ها، مستلزم انجام آزمایش­ های نسبتاً وقت‌گیر، پرهزینه و پیچیده است. از طرفی به­ دلیل تغییرات در خصوصیات خاک هر منطقه استفاده از روش‌های تجربی به ­منظور تخمین تنش مؤثر خاک‌های غیراشباع از دقت کم­تری برخوردار بوده و با خطا همراه است. به ­منظور برآورد صحیح مقاومت برشی خاک‌های غیراشباع، هدف از نگارش این مقاله کاربرد روش‌های جدید هوشمند برای تخمین پارامتر تنش مؤثر، با استفاده از دو الگوریتم بهینه‌سازی هوشمند گرگ خاکستری، (Grey wolf optimization) و سینوس- کسینوس، (Sine cosine algorithm) می‌باشد. در این مدل‌ها از پارامترهایی نظیر: مقدار ورودی هوا، مقدار آب حجمی در شرایط باقی­مانده و اشباع، شیب منحنی مشخصه آب- خاک، فشار محدودکننده خالص و مکش به ­عنوان پارامترهای ورودی و از پارامتر تنش مؤثر به­ عنوان خروجی استفاده شده است. در انتها برای صحت و ارزیابی مدل‌های پیش‌بینی از شاخص‌های ضریب همبستگی مربع (R2)، میانگین درصد خطای مطلق، (Mean Absolute Percentage Error)، شمول واریانس، (Variance accounted for)، مجذور میانگین خطای مربع، (Root mean squared error) و میانگین خطای مربع، (Mean squared error) استفاده شده است. نتایج مدل­سازی نشان می‌دهد که استفاده از دو الگوریتم بهینه‌سازی هوشمند گرگ خاکستری و سینوس- کسینوس دقت و کارایی قابل قبولی را در تخمین پارامتر تنش مؤثر برای خاک‌های غیراشباع دارد.