تخمین خصوصیات مکانیکی به روش آنالیز آماری، شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون بردار پشتیبان (مطالعه موردی: نمونه های مرتبط به ساختگاه سد مخزنی گدار- خوش)

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی بیرجند

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک

3 گروه مهندسی عمران، واحد فنی و مهندسی، دانشگاه علم و صنعت ایران

4 گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی کامپیوتر و صنایع، دانشگاه صنعتی بیرجند

doi
10.22034/jcee.2021.42122.1969
چکیده

با توجه به مشکلات اجرای آزمایش‌ها بخصوص در سنگ‌های ضعیف و هزینه بر بودن این آزمایش‌ها، می‌توان با بررسی روابط بین ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی، هزینه آزمایشات تعیین خصوصیات مکانیکی را کاهش داد. در این پژوهش آزمایش‌های پتروگرافی، فیزیکی و مکانیکی بر روی 62 مغزه از سنگ‌های شیل و مارن در ساختگاه سد گدار-خوش انجام شد. در نهایت عملکرد روش‌های شبکه عصبی مصنوعی (ANN) رگرسیون چند متغیره (MVRA) و رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) با تابع کرنل پایه شعاعی (RBF) جهت تخمین UCS، Es بر اساس سرعت موج تراکمی و خصوصیات فیزیکی مقایسه شد. نتایج پتروگرافی نشان داد که کانی ایلیت، فراوانترین نوع کانی رسی می-باشد. نسبت مدول الاستیسیته دینامیکی به استاتیکی نمونه ها برابر با 8.51 می‌باشد. همچنین نسبت پواسون دینامیکی به استاتیکی برابر با 1.41 می‌باشد. نتایج آنالیز آماری نشان داد که مدول الاستیسیته استاتیکی همبستگی بالایی با مدول الاستیسیته دینامیکی (R=0.91, RMSE=0.22, MAPE=0.14) و سرعت موج برشی همبستگی بالایی با سرعت موج تراکمی (R=0.98, RMSE=0.08, MAPE=0.03) دارند. نتایج رگرسیون چند متغیره نشان داد که هر دو پارامتر UCS و Es دارای همبستگی معنی داری با پارامترهای فیزیکی و سرعت موج تراکمی دارند. بطوریکه ارتباط UCS با این پارامترها بیشتر از ارتباط Es با این پارامتر ها می‌باشد. مقایسه عملکرد روش‌ها در تخمین خصوصیات استاتیک نشان داد که SVR دارای دقت بالاتری نسبت به رگرسیون چند متغیره و ANN می‌باشد.