نشریه زمین شناسی مهندسی

---

یکی از مسائل مهم در تونل‌های مترو شهری، تحلیل پایداری تونل و تعیین ضریب‌ اطمینان مناسب و ایمن و همچنین پیش‌بینی میزان نشست می‌باشد که منجر به تأمین پایداری در حین اجرا و پس از آن در زمان بهره‌برداری از سازه مورد نظر خواهد گردید. اهداف این مطالعه، استفاده از روش‌های مختلف در پیش‌بینی نشست و همچنین توسعه و ارتقاء این روش‌ها به‏وسیله یکدیگر می‌باشد. در تحقیق حاضر، تحلیل پایداری و بررسی میزان نشست تونل خط یک مترو تبریز، توسط روش عددی، شبکه عصبی مصنوعی و روابط تجربی صورت پذیرفته است. با توجه به دو روش حفاری مورد استفاده در تونل خط یک مترو تبریز (استفاده از دستگاه TBM و همچنین حفر تونل به روش NATM) در این بررسی، ابتدا قسمتی از تونل که با روش NATM حفاری می‌شود با استفاده از روش عددی مورد تحلیل قرارگرفته و مقدارنشست سطح زمین و همچنین میزان همگرایی تونل در دیواره تونل نیز با کمک همین نرم‌‌افزار پیش‌بینی شده است. سپس براین اساس، روابط تجربی همگرایی- نشست برای محیط پیرامون تونل خط یک مترو تبریز اصلاح شده‏اند. پس از آن با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و داده‌های موجود، میزان نشست، پیش‏بینی شده و با مقدار به‏دست آمده از روش عددی و روابط تجربی مقایسه شده است. در قسمت دوم تحقیق نیز میزان نرخ نفوذ TBM توسط شبکه عصبی پیش‌بینی شده که این پارامتر می‏تواند در مواجهه با مناطق دردسرساز و همچنین استفاده از فشار EPB مناسب در TBM بسیار مفید باشد.

---

آگاهی از وضعیت تنش در بدنه سدهای خاکی از مهم‏ترین پارامتر‌های ارزیابی ایمنی سد است. به‌منظور اندازه‌گیری تنش از سلول‌ فشار کل استفاده می‌شود که این ابزار در بدنه سد‌های خاکی نصب می‌گردد. در زمان نصب سلول فشار، سطح حساس آن در تماس مستقیم با تودۀ خاک قرار گرفته تا تنش‌ کل موجود در خاک را اندازه‌گیری کند و در ترکیب با پیزومتر‌ها، فشار آب منفذی موجود در خاک را نیز برآورد می‌کند. به‌منظور دریافت نتایج صحیح و قابل قبول از سلول فشار باید این ابزار با دقت نصب شوند. اما در اکثر موارد، مقادیر اندازه‌گیری شده با این ابزار با مقادیر تئوری و پیش‌بینی شدۀ تنش، مطابقت ندارد و نتایج سلول فشار همراه با خطا است. عوامل متعددی بر خطاهای سلول‌های فشار تأثیرگذار هستند اما در این تحقیق به نقش ارتفاع و مدت زمان خاک‌ریزی در حین عملیات اجرای سد، به‏عنوان پارامتر‌های مؤثر بر مقادیر اندازه‌گیری، پرداخته شده است. بدین منظور سد سنگ‌ریزه‌ای البرز واقع در شمال ایران به‌عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده است. این سد خاکی با هسته رسی، دارای ارتفاع حداکثر 78 متر است. با استفاده از داده‌های رفتارنگاری و در نظر گرفتن تأثیر پارامتر‌های ارتفاع خاک‌ریزی و مدت زمان خاک‌ریزی، مدلی به‌منظور پیش‌بینی خطای سلول‌های فشار به‏روش GEP¹ با استفاده از نرم‌افزار جنی‌ایکس پروتولز² 4، ارائه شده است.  میزان R² برای این مدل، برابر با 98/0 است که این رقم نشان‌دهندۀ تطابق خوب مدل با داده‌های رفتارنگاری است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که پارامتر نسبت تفاضل ارتفاع به تفاضل مدت زمان خاک‌ریزی در حین اجرای سد البرز در ایجاد خطا در نتایج سلول‌های فشار سد نقش به‏سزایی داشته است

---

هدف از این پژوهش، توسعۀ مدلی هوشمند، برای تخمین سرعت موج برشی در سنگ آهک است. سرعت موج برشی، از مهم‌ترین پارامترهای دینامیکی سنگ است. با توجه به پیچیدگی ساختار سنگ، تعیین مستقیم این پارامتر مستلزم زمان، هزینه و دقت است. از طرفی برای تعیین غیرمستقیم آن، روابط دقیقی در دسترس نیست و بیش‌تر روابط،­ تجربی هستند. در این تحقیق سعی می‌شود با استفاده از مجموعه داده‌های چندین سد‌ در ایران، به‏کمک روش­ اَنفیس (سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی) و جِپ (GEP) مدل و رابطه­ای برای پیش­بینی سرعت موج برشی در سنگ آهک تهیه شود. در مجموع، از 170 دسته داده برای مدل­سازی استفاده شد. 136 دسته داده برای ساخت مدل هوشمند و 34 داده دیگر برای ارزیابی عمل‌کرد آن به‌کار گرفته شد. پارامترهایی مانند سرعت موج فشاری، چگالی و تخلخل به­عنوان پارامترهای ورودی در نظر گرفته شدند. در پیش­بینی­های صورت‏گرفته به‌این منظور، میزان ²R و RMSE برای مدل اَنفیس به­ترتیب 958/0 و 620/113 است. این مقادیر برای رابطۀ جِپ 928/0 و 006/110 است. با توجه به‌دقت این نتایج، می‏توان آن­ها را برای پیش­بینی سرعت موج برشی در مقاصد آینده پیشنهاد کرد.