تعیین سطح لغزش بحرانی شیروانی های خاکی مسلح به روش الگوریتم حرکت گروهی ماهی(afsa)

مسئله آنالیز، طراحی و تعادل شیب های خاکی در پروژه هایی نظیر بزرگراه ها، سدها و به طور کلی پروژه هایی که احتمال وجود پتانسیل لغزش بر روی شیب شیروانی ها وجود دارد، یکی از چالش های اساسی پایداری شیب ها می باشد. روشهای متعددی برای آنالیز شیب ها تدوین شده، که رایج ترین آنها روش های حدی می باشد. ازبین همه روش ها، روش تعادل حدی به دلیل سادگی و قابلیت های آن، بیشتر مورد توجه قرار گرفته و کاربرد فراوانی در حل مسائل پایداری مکانیک خاک، از جمله پایداری شیروانیها دارد. در این روش ابتدا بایستی سطح لغزش انتخاب شده و سپس شیب از نظر پایداری تحلیل می شود و همین انتخاب سطح لغزش مشکل اساسی این روش می باشد. روش مرسوم و البته قدیمی تر این است که سطح لغزش، دایره ای فرض شده و با تولید تعداد زیادی سطوح لغزش آزمایشی و تحلیل آنها، سطح لغزش بحرانی، انتخاب شود. اما در خاک های لایه ای دیده شده است که، سطح لغزش دایره ای نبوده و ممکن است شکل هندسی خاصی نداشته باشد. به همین منظور، از روشهای بهینه سازی که در فضای جواب های ممکن در جستجوی بهترین جواب می باشد، استفاده می شود. با توجه به مشکلاتی از قبیل عدم همگرایی، وجود کمینه های متعدد و محلی، نیاز به تخمین برای شروع سعی اولیه و همچنین وجود متغیر های کنترل زیاد و زمان حل طولانی که در روشهای کلاسیک بهینه سازی وجود دارد، از روش های مدرن بهینه سازی موسوم به تجربه یافت(heuristic) استفاده می شود. در این پایان نامه از تکنیک مدرن بهینه سازی afsa (artificial fish swarm algorithm)، موسوم به حرکت گروهی ماهی ها، جهت تعیین سطح لغزش بحرانی شیروانی های خاکی غیر مسلح و مسلح، استفاده شده است. به این منظور ابتدا برای خاک های غیر مسلح و مسلح به روش تعادل حدی و روش قطعات، برنامه ای تهیه شده که با فرض همگن بوده خاک و با داشتن سطح لغزش و پارامتر های شیروانی شامل هندسه شیب، ضریب چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و وزن مخصوص خاک و همچنین اثرات ناشی از شتابهای زلزله و خصوصیات مسلح کننده، شیب را تحلیل کند. سپس الگوریتم بهینه سازی به برنامه اعمال شده و در نهایت برنامه ای تهیه شده است که توانایی تعیین سطح لغزش بحرانی شیروانی های خاکی غیر مسلح و مسلح را با استفاده از روش بهینه سازی afsa دارا می باشد. با استفاده از برنامه تهیه شده و تحلیل های متعدد، اثر و سرعت همگرایی پارامتر های موثر در این روش مورد ارزیابی قرار گرفته و با استفاده از مقادیر بهینه پارامتر ها، مسائل نمونه تحلیل و با نتایج تحقیقات انجام شده سایر محققین، مقایسه شده است. لازم به ذکر است کلیه برنامه ها با استفاده از نسخه نرم افزار matlab 2009 کد نویسی شده و جهت کنترل تحلیل ها، نرم افزار geo-studio مورد کاربرد قرار گرفته است.