پیشبینی دوام بلندمدت مصالح سنگی برای طراحی موجشکن با الگوریتمهای ماشین لرنینگ
نویسندگان
1 گروه زمین شناسی مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
2 دانشگاه تورنتو دپارتمان مهندسی عمران
3 گروه زمین شناسی مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
4 رشته زمین شناسی مهندسی ، دانشکده علوم ، دانشگاه فردوسی مشهد ، مشهد ، ایران
5 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران
doi
چکیده
پیشبینی دوام بلندمدت سنگ در ساخت سازههای دریایی برای عملکرد ایمن آنها حیاتی است. با اینکه چنین سازههایی بیش از ۱۰۰ سال استفاده میشوند، پیشبینی دوام همچنان چالشبرانگیز است. این مقاله، کاربرد مدلهای ماشین لرنینگ در پیشبینیها دوتم را بررسی میکند.در این تحقیق، خواص مهندسی سنگهای رسوبی و آذرین که در ساخت ۳۵ موجشکن توده سنگی در سواحل ایران، شامل دریای خزر، دریای عمان و خلیج فارس به کار رفتهاند، با انجام آزمونهای آزمایشگاهی تهیه گردید. دادههای مهندسی شامل مقاومت فشاری تکمحوری، مقاومت بار نقطهای، مقاومت کششی برزیلی، ارزش ضربهای و ارزش فشاری، سایش لسآنجلس، تخلخل، سرعت موج التراسونیک، دانسیته، سلامت سولفات سدیم و دادههای شاخص دوام است.در تجزیه و تحلیل داده از چهار مدل ماشین لرنینگ نظارت شده شامل جنگلهای تصادفی (RF)، ماشین بردار پشتیبان (SV)، افزایش گرادیان (GB) و k نزدیکترین همسایه (KN) برای پیشبینی شاخص دوام استفاده شد. عملکرد مدل با استفاده از میزان خطای میانگین مطلق (RMSE) و ضریب تعیین (R2) ارزیابی شد. نتایج نشان میدهد مدل جنگل تصادفی (RF) بهترین عملکرد را داشته است، به ویژه برای هر دو نوع سنگ آذرین در وضعیت اشباع و خشک، مدل RF خطاهای پیشبینی کمتر از ±۰.۶٪ ایجاد کرد و R2 پنج رقم معنادار برابر یک بود، که نشاندهنده پایداری و عملکرد عالی الگوریتم RF در مقابل دادههای نویزی و نقاط دورافتاده است.دادههای جدید به بهترین درک رفتار مهندسی سنگ و دوام در کاربردهای مهندسی کمک میکنند. همچنین، تحلیل مبتنی بر ماشین لرنینگ به افزایش دقت تصمیمگیری و بهبود فرآیند طراحی کمک میکند.