در این مطالعه 3 نوع سیستم فازی برای تعیین بازگشتی پارامترهای ژئومکانیکی توده خاک و شرایط تنش منطقه ای از کیلومتر 4/3 تا 7/13 در پروژه خط 2 مترو کرج با روش تحلیل برگشتی هوشمند طراحی شدند. بدین منظور با استفاده از داده های حاصل از آزمایش های برجا و مطالعات زمین شناسی و مدل سازی عددی تونل پروژه خط 2 مترو کرج با نرم افزار plaxis 3d tunnel زوج داده های ورودی - خروجی مورد نیاز برای طراحی سیستم های فازی تولید شد. سپس 3 سیستم فازی با ساختار موتور استنتاج ضرب، فازی ساز منفرد، غیرفازی ساز میانگین مراکز و توابع عضویت گوسین، برای تحلیل برگشتی هوشمند با ورودی های شماره گروه خاکی، خصوصیات توده خاک و شرایط تنش منطقه و خروجی میزان نشست سطحی، با استفاده از روش های آموزش گرادیان نزولی، الگوریتم بهینه سازی جمعی ذرات و الگوریتم رقابت استعماری طراحی شدند. تعیین تعداد قواعد فازی، توسط خوشه بندی با روش نزدیک ترین همسایه، هم زمان با طراحی سیستم های فازی انجام شد. برای بررسی عملکرد سیستم های فازی طراحی شده، از نتایج حاصل از قرائت های نشست سنجی ثبت شده در 20 ایستگاه نشست سنجی پروژه خط 2 مترو کرج استفاده شد. برای تعیین ورودی های معادل با میزان نشست ثبت شده در ایستگاه های نشست سنجی در هر سیستم فازی، از الگوریتم های تکاملی استفاده شد. نتایج نشان دادند که هر 3 سیستم از عملکرد بسیار خوبی برخوردارند و سیستم فازی طراحی شده با الگوریتم بهینه سازی تجمعی ذرات با معیار mse،0.0065 دارای بهترین عملکرد می باشد.