بهینه سازی مقطع سدهای خاکی با استفاده از الگوریتم جست و جوی هماهنگی

سدهای خاکی یکی از مهمترین و گران ترین سازه ها در مهندسی عمران بشمار می آیند. هزینه ساخت این سازه ها و یافتن منابع قرضه مورد نیاز برای این منظور بصورت مستقیم به حجم بدنه سدهای خاکی وابسته است که این خود تابع سطح مقطع عرضی سد می باشد.کاهش سطح مقطع سد خاکی هم موجب کاهش هزینه احداث و هم کاهش مصالح مصرفی در این سدها می شود. بدست آوردن مقطع بهینه برای این سازه ها بوسیله روش های مرسوم، کاری زمان بر همراه با سعی و خطا است که ممکن است به جواب دقیق منجر نشود. در این پژوهش تلاش شده است با بکارگیری الگوریتم جستجوی هماهنگی اصلاح شده به حل این مسئله پیچیده که یکی از مسائل مهم در زمینه مهندسی ژئوتکنیک می باشد، پرداخته شود. بدین منظور نخست برنامه تحلیل پایداری شیروانی خاکی با درنظرگرفتن سطح لغزش غیردایره ای بروش اسپنسر در محیط متلب (matlab) نگارش شد. سپس تحلیل پایداری و یافتن مقطع بهینه برای سد خاکی با لایه های گوناگون در بدنه و پی سد با امکان احداث برم در دامنه بالادست و پایین دست بوسیله الگوریتم جستجوی هماهنگی اصلاح شده صورت گرفت. بکارگیری این برنامه جهت تحلیل پایداری و محاسبه شیب های پایدار برای یک سد خاکی و محاسبه مقطع با سطح کمینه موجب صرفه جویی در زمان تحلیل نسبت به روش های رایج می شود و درعین حال مقطع نزدیک تر به مقطع بهینه را نتیجه می دهد. نتایج تحلیل ها نشان می دهد می توان تحلیل پایداری یک سد خاکی به ارتفاع 30 متر را در حدود دو ساعت انجام داد. همچنین بهینه سازی یک شیروانی تحلیل شده و اجرا شده با روش پیشنهادی این پژوهش تا 47 درصد کاهش حجم عملیات خاکی را نتیجه می دهد.