مبانی نظری شبیه سازی فشار پیزومتریک در بدنه سد با شبکه ANN

مبانی نظری شبیه سازی فشار پیزومتریک در بدنه سد با شبکه ANN

علل خرابی سدهای خاکی
پیش بینی تراوش از بدنه سد خاکی
پیش بینی تراوش از بدنه سدهای خاکی با داده کاوی
بکارگیری داده کاوی در پیش بینی تراوش از بدنه سد خاکی
بررسی فشار پیزومتریک در بدنه سد
مبانی نظری پیش بینی تراوش از بدنه سد خاکی
مبانی نظری داده کاوی
مبانی نظری شبیه سازی فشار پیزومتریک در بدنه سد

رفتن به سایت اصلی

دانلود مبانی نظری پایان نامه کارشناسی ارشد در مهندسی عمران

شبیه سازی فشار پیزومتریک در بدنه سد با شبکه ANN

 

 

 

 

 

چکیده

سدها همواره از سازه های زیر بنایی شمرده می‌شوند و دارای ارزش حیاتی می باشند. در گذشته ایجاد سد عمدتاً با اهداف تأمین آب آشامیدنی و آبیاری مزارع کشاورزی بوده ولی امروز به دلیل نیاز به انرژی برق آبی و اهداف دیگر توسعه بیشتری یافته است. برآورد میزان ۲۰ میلیارد متر مکعب برداشت از آب‌های شیرین جهان خود دلیلی بر اهمیت سد سازی در دنیای امروز است.  از این رو، بررسی و جلوگیری از خرابی سدها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

 

 اگرچه در گذشته پدیده روگذری، اولین دلیل تخریب سدها بوده است اما امروزه با افزایش دوره طراحی سیلاب، عمده ترین مشکلی که توجه مهندسان را به خود جلب کرده است، مسئله تراوش است. وجود تراوش در سدهای خاکی غیر قابل اجتناب است، اما اگر شرایط مناسبی برای فرسایش خاک وجود داشته باشد، موجب شسته شدن نقاط مستعد گردیده و چنانچه در ابتدای بروز فرسایش اقدامات لازم صورت نگیرد، به تخریب سد منجر می شود. اصولاً بروز تراوش در سدهای خاکی امری اجتناب ناپذیر است. اما می بایست تراوش طوری مهار شود تا در مدت 50 الی 100 سال بهره برداری سد، نتواند به پایداری و ایمنی سد لطمه ای بزند. با وجود تمام پیشرفت هایی صورت گرفته در علم مهندسی ژئوتکنیک، معضل تراوش تا به امروز اصلی ترین مشکلی است که در سدها بروز می کند.

 

در این تحقیق تلاش شد با به کارگیری شبکه عصبی مصنوعی به عنوان یکی از قویترین و معروف-ترین روش های داده کاوی به پیش بینی تراوش از بدنه سد  خاکی “ستارخان” پرداخته شود. جهت تحقق به این هدف، از مجموعه داده ای شامل 1684 داده پیزومتری استفاده شد. مجموعه داده به دو بخش آموزش و صحت سنجی با نسبت 80 به 20 تفکیک شدند. به کارگیری پارامترهای آماری مناسب و کاربردی نشان داد شبکه ارائه شده به خوبی آموزش دیده است و قابلیت بالایی در پیش بینی پدیده تراوش دارد. بررسی جامع آمار خرابی در سدها، علل مختلف خرابی سدهای خاکی و شناخت پدیده تراوش به عنوان مهمترین علل خرابی سدهای خاکی از دیگر بخش های مهم این تحقیق می باشند. 

 

 

 

 

کلمات کلیدی:

تراوش

داده کاوی

آمار سدسازی

سدهای خاکی

علل خرابی سدها

شبکه عصبی مصنوعی

 

 

 

 

 

 

مقدمه

کشور ایران بروی کمربند خشک کره زمین قرار دارد. متوسط بارندگی در ایران در حدود یک سوم بارندگی جهان و کمتر از یک دوم متوسط بارندگی آسیا می‌باشد؛ لذا اهمیت برنامه ریزی و مدیریت استفاده از منابع موجود آب امری حیاتی محسوب می‌شود. از این رو، شرایط اقلیمی كشور و نیاز آن به احداث سازه های ذخیره آب، احداث سدها را در دستور كار برنامه  ریزان قرار داده است كه به عنوان سازه های مهاركننده آب‌های سطحی و كنترل سیلاب امكان استفاده بیشتر از آب رودخانه ها را فراهم می نمایند. مهار سیلاب ها و آب‌های جاری به کمک احداث سد از امور زیربنائی در رشد و توسعه هر کشور از جمله ایران به شمار می آید.

 

در گذشته ایجاد سد عمدتاً با اهداف تأمین آب آشامیدنی و آبیاری مزارع کشاورزی بوده ولی امروز به دلیل نیاز به انرژی برق آبی و اهداف دیگر توسعه بیشتری یافته است. برآورد میزان ۲۰ میلیارد متر مکعب برداشت از آب‌های شیرین جهان خود دلیلی بر اهمیت سد سازی در دنیای امروز است. یکی دیگر از اهداف مهم سد سازی بهبود و توسعه شبکه آبیاری و کشاورزی زمین های پایین دست است. در کشورهایی مانند ایران که پراکندگی زمانی و مکانی بارندگی ها نامناسب است و ریزش های جوی در فصولی صورت می گیرد که شاید نیاز کمتری به آب باشد و یا قسمت اعظم نزولات در برخی مناطق متمرکز است، تنها راه چاره و مقابله با این مسئله احداث سد می-باشد و این امر به خصوص در کشورهای که متکی به کشاورزی هستند اجتناب ناپذیر است. احداث سد، کسب و کار و درآمد ملی به همراه دارد. در زمان حاضر شبکه های آبیاری وتامین آب کشاورزی در ایران باعث توسعه، بهبود و رونق اقتصادی مناطق شده است. یکی دیگر از اهداف عمده سد سازی استفاده از نیروی الکتریسیته است. 

 

استفاده از این منبع که ارزان ترین نوع انرژی در اغلب کشورهای دنیاست، بسته به نیاز و ویژگی های ساختمانی، اهداف متفاوتی دارد. امروزه احداث سد با هدف تولید برق آبی یک امر متداول بوده و کشورهای پیشرفته و حتی در حال رشد کمال استفاده را از این پتانسیل موجود می برند.

در صورت عدم توجه به شرایط ساختگاهی و ناکافی بودن مطالعات، خطر وقوع خرابی، سد را تهدید می کند. مطالعه آماری خرابی در سدهای خراب شده با توجه به وجود شباهاتی در شرایط، امکان ارائه راهکارهای مناسب در طراحی سدها توسط مهندسین را فراهم می کند. خرابی در سدها به اشکال مختلفی دیده می شود، شایع ترین علت شکت سدها خصوصاً در سال های اخیر فرسایش در اثر تراوش و یا رگاب بوده است. اصولاً بروز تراوش در سدهای خاکی امری اجتناب ناپذیر است. اما می بایست تراوش طوری مهار شود تا در مدت 50 الی 100 سال بهره برداری سد، نتواند به پایداری و ایمنی سد لطمه ای بزند. با وجود تمام پیشرفت هایی صورت گرفته در علم مهندسی ژئوتکنیک، معضل تراوش تا به امروز اصلی ترین مشکلی است که در سدها بروز می کند. 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

چکیده

 

فصل دوم:مبانی نظری و پیشینه تحقیق 12

2-1- تئوری پدیده تراوش 13

2-1-1- مقدمه 13

2-1-2- جریان در محیط‌های متخلخل 13

2-1-3- تراوش حالت پایدار ایزوتروپیک ناهمگن 17

2-1-4- تراوش حالت پایدار، غیر ایزوتروپیک و ناهمگن 18

2-1-5- جریان یک بعدی 19

2-1-6- قانون دارسی در خاک‌های غیراشباع 21

2-1-7- ضریب نفوذپذیری خاک‌های غیراشباع 23

2-1-8- شرایط مرزی در مسائل آنالیز تراوش 26

مرز نفوذپذیر 27

2-1-8-1- ورودی‌ها و خروجی‌ها 27

2-1-8-2- سطح تراوش 28

2-1-8-3- خط تراوش 28

2-2- آمار سدسازی در کشورهای مختلف 28

2-2-1- خرابی سدها 31

2-2-2- آمار خرابی سدها 35

2-2-3- آمار دلایل مختلف خرابی سدها 41

2-2-4- علل افزایش تراوش 46

2-2-5- حجم مجاز و قابل قبول تراوش 48

2-2-6- عواقب سوء تراوش 51

2-3- مظالعات اخیر در زمینه تراوش 54

2-3-1- مطالعه اِرسایین(2006( 54

2-3-2- مطالعه می آ او و همکاران(2012) 56

2-3-3- مطالعه نورانی و همکاران(2012) 56

2-3-4- مطالعه پورکریمی و همکاران(2013) 57

2-3-5- مطالعه کمان به دست و دلواری(2013) 58

منابع

 

 

 

 

فهرست اشکال

شکل (2-1) عبور جریان در خاک های غیر اشباع 15

شکل (2-2) تغییرات ضریب نفوذپذیری در یک خاک غیر اشباع 18

شکل (2-3) تعادل استاتیکی و شرایط جریان رژیم پایدار در ناحیه با فشارهای حفرهای منفی 21

شکل (2-4) بررسی آزمایشگاهی قانون دارسی برای جریان آب در خاک‌های غیراشباع 23

شکل (2-5) مراحل غیراشباع شدن خاك بر اثر خروج تدریجی آب و کاهش درجه اشباع به جهت افزایش مكش ماتریک 24

شکل (2-6) اثر مكش ماتریک بر روی درجه اشباع 25

شکل (2-7) تغییرات ضریب نفوذپذیری و درصد رطوبت نسبت به مکش ماتریک 25

شکل (2-8) تغییرات ضریب نفوذپذیری بر حسب درصد رطوبت 26

شکل (2-9) مثال‌هایی از شرایط مرزی 27

شکل (2-10) مقایسه سدهای خاکی ساخته شده در هفت کشور دنیا(ICOLD, 2008) 29

شکل (2-11) مقایسه سدهای سنگریزهای ساخته شده در هفت کشور دنیا(ICOLD, 2008) 30

شکل (2-12) مقایسه سدهای وزنی ساخته شده در هفت کشور دنیا(ICOLD, 2008) 30

شکل (2-13) آمار سدهای ساخته شده در ایران(ICOLD, 2008) 31

شکل (2-14) تعداد موارد تخریب یا آسیب سدها در کشوهای مختلف (ICOLD, 2008) 36

شکل (2-15) تعداد موارد تخریب یا آسیب در سدهای ثبت شده در ICOLD 37

شکل (2-16) درصد موارد تخریب یا آسیب در سدهای ثبت شده در ICOLD 37

شکل (2-17) توزیع تعداد موارد تخریب یا آسیب نسبت به نوع پی در سدهای ثبت شده در ICOLD 38

شکل (2-18) توزیع درصد موارد تخریب یا آسیب نسبت به نوع پی در سدهای ثبت شده در ICOLD 39

شکل (2-19) توزیع تعداد نوع تخریب یا آسیب وارده در سدهای ثبت شده در ICOLD 40

شکل (2-20) توزیع درصد نوع تخریب یا آسیب وارده در سدهای ثبت شده در ICOLD 40

شکل (2-21) آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف توسط میدل بروک 43

شکل (2-22) آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف توسط گرونر 43

شکل (2-23) آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف توسط  تاکاسی 44

شکل (2-24) آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف توسط باب 44

شکل (2-25) آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف توسط USCOLD (2008) 45

شکل (2-26) آمار خرابی در سدها ناشی از علل مختلف 45

 

 

 

 

فهرست جداول

جدول (2-1) حجم تراوش، میزان خسارات و اقدامات اصلاحی در بعضی از سدها 49

جدول (2-2) توابع فعالیت بکار رفته در مطالعه ارسایین 55

 

 

 

 

 

 

  • تحلیل نقوش فرش قدیم و جدید ترکمن

    تحلیل نقوش فرش قدیم و جدید ترکمن نقوش فرش ترکمن نقوش در فرش ترکمن تحلیل نقوش فرش قدیم ترکمن تحلیل نقوش فرش جدید ترکمن بررسی دگرگونی نقوش در فرش ترکمن ساختار فرش اصیل ترکمن ویژگی های بافت و ساختار فرش…

  • پایان نامه کارشناسی ارشد رشته شیمی با عنوان سیالات انتقال گرمایی

    پایان نامه کارشناسی ارشد رشته شیمی با عنوان سیالات انتقال گرمایی گاز‌های متداول به عنوان سیالات انتقال گرمایی سیالات نمك‌های مذاب آب و آب نمک به عنوان محیط انتقال گرما سیالات انتقال گرمایی سیستم‌های مبدل گرمایی سیالات انتقال گرمای ارگانیك…

  • چگونگی برنامه‌ریزی و هدایت پروژه

    چگونگی برنامه‌ریزی و هدایت پروژه دانلود مقالات رشته مدیریت چگونگی برنامه‌ریزی و هدایت پروژه هدایت پروژه برنامه‌ریزی دانلود مقالات مدیریتی سیستم همکاری در فروش فایل رفتن به سایت اصلی دانلود مقاله رشته مدیریت چگونگی برنامه‌ریزی و هدایت پروژه   مقدمه…

  • نقش اطلاعاتی محافظه کاری و روش های اندازه گیری آن

    نقش اطلاعاتی محافظه کاری و روش های اندازه گیری آن نقش اطلاعاتی محافظه کاری روش های اندازه گیری محافظه کاری تاثیر عملکرد مدیریتی بر محافظه كاری شرطی تاثیر عملکرد مدیریتی بر محافظه كاری غیرشرطی تاثیر عملکرد اطلاعاتی بر محافظه كاری…

  • پاورپوینت تعاریف و مفاهیم و اهمیت برنامه ریزی روستایی در ایران

    پاورپوینت تعاریف و مفاهیم و اهمیت برنامه ریزی روستایی در ایران پاورپوینت تعاریف و مفاهیم و اهمیت برنامه ریزی روستایی ایران اهمیت و ضرورت برنامه ریزی روستایی در ایران ویژگیهای جامعه روستایی ایران مبانی کلی منطقه بندی در جامعه روستایی…

  • پایان نامه کارشناسی دینی عربی با عنوان مهلکات لطیفه ربانی دل و درمان آن ها

    پایان نامه کارشناسی دینی عربی با عنوان مهلکات لطیفه ربانی دل و درمان آن ها بد زبانی آفات زبان امراض باطنی درمان بیماری های باطن دانلود پایان نامه کارشناسی دینی عربی با عنوان مهلکات لطیفه ربانی دل و درمان آن…

  • برزخ از دیدگاه سهروردی

    برزخ از دیدگاه سهروردی برزخ ویژگی های عالم مثال صور معلقه سهروردی اهمیت عالم مثال سهروردی دانلود مقاله برزخ از دیدگاه سهروردی همکاری در فروش فایل همکاری در فروش فروش فایل انجام پروژه و پایان نامه رشته ادبیات fileina فروشگاه…

  • دانلود مقاله ترجمه شده قواعد داوری اتاق بازرگانی بین المللی

    دانلود مقاله ترجمه شده قواعد داوری اتاق بازرگانی بین المللی دیوان داوری ICC اتاق بازرگانی بین المللی داوری اتاق بازرگانی بین المللی قواعد داوری اتاق بازرگانی بین المللی متن فارسی قواعد داوری اتاق بازرگانی بین المللی دانلود مقاله ترجمه شده…

  • تشریح ویژگی های رضایت شغلی و حفظ منابع انسانی

    تشریح ویژگی های رضایت شغلی و حفظ منابع انسانی رضایت شغلی حفظ منابع انسانی ویژگی های رضایت شغلی دانلود پایان نامه رضایت شغلی دانلود پایان نامه حفظ منابع انسانی دانلود پایان نامه ویژگی های رضایت شغلی تشریح ویژگی های رضایت…

  • پرسشنامه استاندارد الزامات گمرک نوین (خلیلی، ۱۳۹۳)

    پرسشنامه استاندارد الزامات گمرک نوین (خلیلی، ۱۳۹۳) پرسشنامه الزامات گمرک نوین دانلود پرسشنامه الزامات گمرک نوین پرسشنامه استاندارد الزامات گمرک نوین دانلود پرسشنامه استاندارد الزامات گمرک نوین پرسشنامه نیازمندی های عملیاتی گمرکی پرسشنامه الزامات گمرک نوین پرسشنامه الزامات گمرک نوین…