بهینه سازی دیوارهای میخکوبی شده با استفاده از الگوریتم ژنتیک

در این پایان نامه سعی بر آن است که با استفاده از روش الگوریتم ژن شناختی و نوشتن کد مربوطه یک چیدمان بهینهازنظر طول، قطر میل گرد و چال برای دیوارهای مسلح شده به روش مهاربندی ارائه شود. بدین منظور برای بررسی پایداری شیب ها از روش تعادل حدی (بیشاپ ساده شده) استفاده شد. پارامترهایی چون زاویه، طول، اندازه، فاصله میخ ها از یکدیگر و مقدار سربار می‏توانند اثر قابل توجهی بر روی پایداری شیب داشته باشند. همچنین پارامترهای مقاومتی خاک (چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی) نیز می توانند بر روی مقدار مصالح مصرفی اثر داشته باشند. ازاین رو، به منظور رسیدن به یک ضریب اطمینان قابل قبول و درعین حال استفاده از کمترین مقدار طول مهار ممکن، از الگوریتم ژن شناختی استفاده شد. به منظور تشریح اثر پارامترهای مختلف بر روی مجموع مقدار طول مهار مصرفی برای پایداری سازی شیب، نمودارهایی ارائه شد و اثر پارامترهای مختلف در آن ها نشان داده شد. همچنین در آخر سعی شد که با استفاده از الگوریتم ژن شناختی، چیدمان بهینه ای که کمترین مقدار طول مصرفی را دارا بوده و همچنین ضریب اطمینان قابل قبولآیین نامه را ارضاء می کند ارائه شود. سعی شد برنامه نوشته شدهبه صورتکاربرپسند طراحی شود به صورتی که بدون هیچ گونهاطلاعات از الگوریتم ژن شناختیبه سادگی بتوان طول بهینه میخ ها را با توانایی تغییر در انواع متغیرها به دست آورد. این تحقیق برای خاک های واقع در مرکز مشهد یعنی اطراف حرم مطهر امام رضا (ع) انجام شده است. با توجه به بحث های صورت گرفته و محاسبات انجام شده در این پایان نامه، خلاصه نتایج به دست آمده به شرح زیر است: مشاهده شد با افزایش چسبندگی، طول مهار ها کم شده و از طرف دیگر با افزایش چسبندگی اختلاف طول مهار ها نیز کم می شود و باکم شدن چسبندگی طول مهار ها به طور چشمگیری افزایش می یابد. با توجه به نمودارها مشخص شد که در ضریب اصطکاک ?=25? طول هر مهار با افزایش چسبندگی 10 کیلو پاسکال حدود 30%، در ضریب اصطکاک ?=30? طول هر مهار 20% و در ضریب اصطکاک ?=35?طول هر مهار 30% کاهش یافته است. همچنین مشاهده شد با افزایش ضریب اصطکاک شیب نمودار کاهش می یابد. این کاهش در ضریب اصطکاک های بالاتر بیشتر است؛ به عبارت دیگر با افزایش 5 درجه ضریب اصطکاک از 25 تا 30 درجه، شیب نمودار 10% و با افزایش ضریب اصطکاک 5 درجه از 30 تا 35 درجه شیب نمودار حدود 30% کاهش می یابد. همچنین مقدار شیب خط نیز با افزایش مقدار چسبندگی کاهش یافت؛ اما به طور کل شیب خط در تغییرات چسبندگی از شیب در تغییرات ضریب اصطکاک بیشتر است یا به عبارت دیگر افزایش چسبندگی خاک بر روی کاهش طول مهارها تأثیر بیشتری نسبت به افزایش ضریب اصطکاک دارد. ملاحظه شد که تغییر در قطر میل گردها اثر چشمگیری بر روی مجموع طول مهار های موردنیازبه منظور مسلح سازی ندارد به طور مثال با افزایش قطر میل گردها از 28 به 32 طول مهارها حدود 5% کاهش می یابد، حال آنکه با تغییر در قطر چال حفاری، مجموع طول موردنیازبه منظور مسلح سازی تغییر خواهد کرد. بدین صورت که اگر قطر چال از 100 به 127 میلی متر افزایش پیدا کند، مجموع طول مهار موردنیاز حدود 20% کاهش خواهد یافت.دلیل این مورد این است که با افزایش قطر چال مساحت جانبی قسمت باند افزایش می یابد و اتصال آن با خاک بیشتر می شود. نتایج به دست آمده برای دیوار 15 متری، تقریباً مانند نتایج دیوار 10 متری است. بدین صورت که تغییر در قطر میل گردها اثر چشمگیری بر روی مجموع طول مهار های موردنیازبه منظور مسلح سازی ندارد، حال آنکه با تغییر در قطر چال حفاری، مجموع طول موردنیازبه منظور مسلح سازی تغییر خواهد کرد. بدین معنی که اگر قطر چال از 100 به 127 میلی متر افزایش پیدا کند، مجموع طول مهار موردنیاز کاهش خواهد یافت. این تغییر برای فاصله 25/1 متر مهارها بیش از 15% و برای فاصله یک متر بیش از 8% است. با توجه به نتایج به دست آمده برای دیوار 10 متری، مشخص می شود که اگر فاصله بین مهار ها کاهش یابد (تعداد مهار ها افزایش یابد)، مقدار مجموع طول موردنیازمهار ها کاهش خواهد یافت؛ اما این امر برای دیوار 15 متری صادق نیست بلکه مقداربهینه ای وجود دارد. در دیوار 15 متری مشاهده می شود فاصله 25/1 متری بهینه ترین مورد است. افزایش تعداد مهار ها تنها در مواقعی به طراحی کمک می کند که با تعداد مهار کم، نتوان شرط fs=1/5رابرآورده ساخت.