دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته عمران 

گرایش : مکانیک خاک و پی

عنوان :  مطالعه عددي تاثير عوامل مختلف بر ناپايداري شيب سدهاي خاکي

دانشگاه شهید باهنر کرمان

دانشکده  فني مهندسي

بخش مهندسي عمران

پايان­نامه تحصيلي براي دريافت درجه کارشناسي ارشد رشته عمران گرايش مکانيک خاک و پي

مطالعه عددي تاثير عوامل مختلف بر ناپايداري شيب سدهاي خاکي و ارائه ضريب اطمينان با بهره گرفتن از الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک

استاد راهنما :

دکتر سيد مرتضي مرندي

استادمشاور :

دکتر محمد حسين باقري پور

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکيده :

احداث سدها، يکي از مهم­ترين و حياتي­ترين پروژه­ها در هر کشور محسوب مي­شود و طرح ايمن و اقتصادي آنها نيازمند زمان و هزينه­ي زيادي است. يکي از مواردي که همواره ايمني سدهاي خاکي را تهديد مي­کند، پايداري شيب­ها است. در اين تحقيق با بهره گرفتن از نرم افزار Geo-Slopeکه بر پايه­ي تعادل حدي استوار است تعداد 10368 سد که در آنها مشخصات مقاومتي هسته و پوسته و مشخصات هندسي سد در محدوده­هاي منطقي تغيير مي­کنند، مدل­سازي شده و ضريب اطمينان پايداري شيب پايين دست آنها محاسبه گرديده است با بهره گرفتن از نتايج بدست آمده و بکارگيري الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک(GP)، ارتباط­هايي جهت تعيين ضريب اطمينان حاصل شده است که به کمک آنها مي­توان بدون نياز به انجام محاسبات پيچيده و زمان­بر،  ضريب اطمينان شيب سدها در محدوده متغيرها را محاسبه نمود. در نهايت کارآيي و دقت مدل بدست آمده براي بررسي دو سد احداث شده مدل گرديد و مورد ارزيابي قرارگرفت که نتايج حاکي از عملکرد مناسب و دقت  روش ارائه شده است.

     کلمات کليدي: سدهاي خاکي، پايداري شيب­ها، الگوريتم برنامه نويسي ژنتيك

 فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه  …………………………………………………………………………………………………………….. 2

1-2-تاريخچه…………………………………………………………………………………………………………… 3

1-3-اهداف پايان نامه…………………………………………………………………………………………………. 3

1-4-ساختار پايان نامه…………………………………………………………………………………………………. 4

فصل دوم پايداري شيب و انواع روش­هاي تحليل  شیب

2-1- مقدمه  …………………………………………………………………………………………………………….. 6

2-2- انواع ناپايداري در سطوح شيب­دار…………………………………………………………………………… 6

   2-2-1- ناپايداري در خاك­ها……………………………………………………………………………………. 6

     2-2-1-1- ريزش…………………………………………………………………………………………………. 6

     2-2-1-2- لغزش…………………………………………………………………………………………………. 7

     2-2-1-3- شكست دايره‌اي…………………………………………………………………………………….. 8

   2-2-2- ناپايداري در سنگ­ها……………………………………………………………………………………. 9

     2-2-2-1- شكست صفحه‌اي…………………………………………………………………………………… 9

     2-2-2-2- شكست گوه‌اي……………………………………………………………………………………… 9

     2-2-2-3- شكست واژگوني…………………………………………………………………………………… 9

   2-2-3- افتادن سنگ­ها…………………………………………………………………………………………… 10

2-3 روش­هاي تحليل پايداري سطوح شيب­دار………………………………………………………………….. 11

   2-3-1- روش­هاي تجربي……………………………………………………………………………………….. 11

   2-3-2- روش احتمالاتي………………………………………………………………………………………… 12

   2-3-3- روش مونت كارلو………………………………………………………………………………………. 13

   2-3-4- روش تئوري بلوكي…………………………………………………………………………………….. 14

   2-3-5- روش­هاي عددي در تحليل پايداري شيب………………………………………………………….. 15

   2-3-6- روش­هاي تعادل حدي…………………………………………………………………………………. 16

2-4- كاربرد روش­هاي تعادل حدي در تحليل پايداري سطوح شيب­دار…………………………………… 16

   2-4-1- شكست صفحه‌اي………………………………………………………………………………………. 16

     2-4-1-1- بررسي امكان رخ دادن شكست صفحه‌اي……………………………………………………. 16

     2-4-1-2- تحليل شكست صفحه‌اي به روش تعادل حدي………………………………………………. 17

   2-4-2- شكست گوه‌اي………………………………………………………………………………………….. 19

     2-4-2-1- شرايط وقوع شكست گوه‌اي……………………………………………………………………. 19

     2-4-2-2- تحليل شكست گوه‌اي به روش تعادل حدي…………………………………………………. 20

   2-4-3- شكست دايره‌اي………………………………………………………………………………………… 20

     2-4-3-1- شرايط وقوع شكست دايره‌اي…………………………………………………………………… 20

     2-4-3-2- تحليل شكست دايره‌اي به روش تعادل حدي………………………………………………… 21

     2-4-3-3- محاسبه ضريب ايمني براي شكست دايره‌اي…………………………………………………. 21

2-5-  پايداري خاكريزها با روش باريكه‌هاي قائم……………………………………………………………… 22

   2-5-1- روش فلنيوس……………………………………………………………………………………………. 24

   2-5-2- روش بيشاپ…………………………………………………………………………………………….. 27

   2-5-3- روش جانبو………………………………………………………………………………………………. 30

   2-5-4- روش تيلور……………………………………………………………………………………………….. 32

   2-5-5- روش اسپنسر…………………………………………………………………………………………….. 34

   2-5-6- روش سارما………………………………………………………………………………………………. 36

2-6نتيجه گيري……………………………………………………………………………………………………….. 36

فصل سوم تشريح الگوريتم برنامه‌‌نويسي ژنتيک

3-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………. 38

3-2 تاريخچه­ي ظهور الگوريتم برنامه‌نويسي ژنتيک…………………………………………………………… 38

3-3 ويژگي­هاي الگوريتم برنامه‌نويسي ژنتيک………………………………………………………………….. 39

3-4 تحقّق الگوريتم برنامه‌نويسي ژنتيکي…………………………………………………………………………. 41

   3-4-1 ايجاد يک جمعيت اوّليه…………………………………………………………………………………. 41

   3-4-2 تکرار مراحل زير تا برقراري شرط پايان GP………………………………………………………. 41

3-5 ايجاد جمعيت اوّليه……………………………………………………………………………………………… 42

3-6 عملگرها در الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک………………………………………………………………… 43

   3-6-1 عملگرهاي اصلي در الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک……………………………………………….. 43

     3-6-1-1 عملگر تکثير…………………………………………………………………………………………. 43

     3-6-1-2 عملگر تزويج……………………………………………………………………………………….. 43

   3-6-2 عملگرهاي فرعي در الگوريتم برنامه‌نويسي ژنتيک………………………………………………… 45

     3-6-2-1 عملگر جهش……………………………………………………………………………………….. 45

     3-6-2-2 عملگر جايگشت……………………………………………………………………………………. 46

     3-6-2-3 عملگر ويرايش……………………………………………………………………………………… 46

     3-6-2-4 عملگر کپسوله‌سازي……………………………………………………………………………….. 46

     3-6-2-5 عملگر ده يک کشي………………………………………………………………………………. 46

   3-6-3- انتخاب والدين………………………………………………………………………………………….. 47

     3-6-3-1- روش چرخ­گردان…………………………………………………………………………………. 47

   3-6-4 محاسبه­ي شايستگي……………………………………………………………………………………… 48

3-7 تعيين پاسخ نهايي……………………………………………………………………………………………….. 49

3-8 شرايط خاتمه در الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک…………………………………………………………… 49

3-9 استفاده از الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک در به دست آوردن ضريب اطمينان………………………… 49

   3-9-1 مدل کردن الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک با بهره گرفتن از نرم افزار متلب…………………………. 50

3-10 نتيجه گيري…………………………………………………………………………………………………….. 52

فصل چهارم: مدلسازي پايداري شيرواني سد­هاي خاکي با بهره گرفتن از الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک

4-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………………… 54

4-2- روند و نحوه ي ساخت بانک اطلاعاتي براي توليد مدل الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک…………. 54

4-3-مدل سازي نمونه­هاي سد در برنامه GEO-SLOPE…………………………………………………. 55

4-4-روش آناليز………………………………………………………………………………………………………. 59

   4-4-1-روش Grid & Radius……………………………………………………………………………. 59

   4-4-2-روش Entry & Exit……………………………………………………………………………….. 61

   4-4-3-مقايسه دو روش………………………………………………………………………………………….. 62

4-5-مدل بهينه الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک…………………………………………………………………. 115

4-6-بررسي و بحث در ارتباط با مدل الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک…………………………………….. 118

4-7-صحت فرمول­ها با نمونه ي واقعي…………………………………………………………………………. 124

   4-7-1-سد قره آقاچ……………………………………………………………………………………………. 124

   4-7-2-سد سورک……………………………………………………………………………………………… 125

4-8-نتيجه گيري و جمع بندي……………………………………………………………………………………. 125

فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهاد

5-1-نتيجه گيري……………………………………………………………………………………………………. 128

5-2- پيشنهادات…………………………………………………………………………………………………….. 129

منابع و مراجع. ………………………………………………………………………………………………………. 130

1-1-       مقدمه

احداث سدها، يکي از مهم­ترين و حياتي­ترين پروژه­ها در هر کشور محسوب مي­شود و طرح ايمن و اقتصادي آن نيازمند زمان و هزينه زيادي مي­باشد.

انواع سد­ها عبارتند از سد بتني وزني که پايداري آن بر اساس وزن آن است، سد بتني قوسي که ممکن است تک قوسي يا دو قوسي باشد، سد بتني پايه دار و پشت بنددار، سد پاره سنگي (که سنگي و سنگريزه اي هم گفته مي شود)و سد خاکي که عمده مصالح آن مواد خاکي و پاره سنگي است.

به طور کلي سدي که بدنه آن از مصالح خاکي يا پاره سنگي يا از هر دو ساخته مي­شود به نام سد خاکريز[1] ناميده مي­شود و اگر عمده مصالح آن خاک باشد، سد خاکي[2] ناميده مي­شود.

از زمان­هاي بسيار پيش احداث سدهاي خاکي به منظور تنظيم و ذخيره­ي آب معمول بوده است،اما به علت امکانات محدود و عدم شناخت قوانين مکاميک خاک و هيدروليک، ارتفاع سد­ها و بدنه خاکي از مقدار محدودي فراتر نمي­رفت.امروزه با پيشرفت علم مکانيک خاک و توسعه امکانات تکنولوژي و مطالعات دقيق­تر توانسته­اند سد­هاي خاکي با ارتفاع­هاي قابل ملاحضه­اي احداث نمايند.از ديدگاه تکنيک و روش ساخت سدهاي خاکي دو گروه هستند که تقريبا تمامي آنها در گروه غلتکي(کوبيدني)قرار دارند و تعدادي در گروه هيدروليکي و نيمه هيدروليکي طبقه بندي مي­شوند. منظور از سد­هاي غلتکي اين است که ساخت سد با روش کوبيدن خاک که به وسيله ي غلتک است صورت مي­گيرد و روش هيدروليکي اين است که با انباشته شدن مصالح ساخت سد صورت مي­گيرد. از ديدگاه همگني بدنه سد، سد­هاي خاکي را مي توان به سه دسته تقسيم بندي کرد:سد­هاي خاکي همگن، سدهاي خاکي مطبق يا مغزه دار و سدهاي خاکي ديافراگمي.

سدهاي خاکي همگن به سدي گفته مي­شود که تمام بدنه آن از يک نوع مصالح ساخته مي­شود. سدهاي خاکي مطبق يا ناهمگن از معمول­ترين نوع سد­هاي خاکي است. در اين نوع، نقش آب­بندي سد به عنوان مخزن به عهده­ي مغزه است و نقش استحکام و پايداري را عمدتا پوسته ايفا مي­کند.سد­هاي خاکي ديافراگمي بدين صورت است که تمام بدنه از مواد درشت دانه يا مخلوط ساخته مي­شود و فقط بخشي که نقش آب بند را دارد به صورت ديواره يا پرده غير قابل نفوذ در بدنه ي سد تعبيه مي­گردد.

انواع خرابي­هايي که در سد­هاي خاکي رخ مي دهد بر حسب اهميت عبارتند از:

  • انهدام حاصل از سرريز آب روي سد
  • در اثر زه غير مجاز و شسته شدن خاک
  • گسيخته شدن دامنه­ها
  • شسته شدن کنار تونل­ها
  • در اثر شسته شدن پوشش نفوذ ناپذير بالادست

با توجه به پر اهميت بودن گسيخته شدن دامنه­ها سعي شده در اين پايان­نامه اين مسئله بررسي شود و فرمول­هايي براي به دست آوردن ضريب اطمينان شيب سد­هاي خاکي ناهمگن ارائه گردد.

 1-2-       تاريخچه

بررس پايداري شيب­ها و بدست آوردن ضريب اطمينان براي پايداري شيب­ها مسئله اي مي­باشد که از اهميت خاصي برخوردار بوده است .فلنيوس(1927)ابتدايي­ترين روش را براي بدست آوردن ضريب اطمينان به روش باريکه­هاي قائم ارائه نمود ولي به دليل صرفه نظر کردن از نيروهاي بين باريکه­اي ضريب اطمينان به دست آمده از دقت کافي برخوردار نبود [1].بيشاپ(1955) روش حل صحيح­تري را نسبت به روش فلنيوس ارائه کرد در اين روش اثر نيروهايي که روي وجوه جانبي قطعات عمل مي­کنند، نيز تاحدودي در نظر گرفته مي­شود[2].جانبو (1973-1954) روش­هاي ساده شده و عمومي چندي را به وجود آورد. روش عمومي جانبو، يک خط اثر فرض شده براي نيروهاي بين باريکه در نظر گرفت و معادلات تعادل را بر اساس آن حل نمود[3].تيلور (1948-1937) راه کاري ارائه داد که با روش­هاي مرسوم متفاوت بود در فصل بعد اين روش به طور کامل تشريح شده است [4].اسپنسر(1973-1967) يک روش ساده با دقت کافي ارائه کرد که با بهره گرفتن از يک فرآيند پيچيده، تعادل استاتيکي را با فرض اينکه برآيند نيروهاي بين قطعه­اي داراي شيب ثابت و نامعلوم هستند ارضا مي­نمايد[5].مرگنسترن(1963) نموگرام­هايي براي پايداري شيب بالادست در هنگام تخليه­ي سريع مخزن ارائه نمود[6].(علي شفيعي و همکاران(1385))با بهره گرفتن از روش شبکه­ي عصبي راه­کاري را براي پيش­بيني ضريب اطمينان و مشخصات سطح لغزش دايره­ي بحراني سد­هاي خاکي ناهمگن ارائه کردند[7].مندوزا و همکارانش(2009)فرمول­هايي براي بدست آوردن ضريب اطمينان سد­هاي خاکي همگن زير 10 متر ارائه نمودند[8].

1-3-       اهداف پايان نامه

در اين پايان­نامه با توجه به اينکه تا کنون فرمول قابل اطميناني براي بدست آوردن ضريب اطمينان شيب سد­هاي خاکي ناهمگن ارائه نشده بود سعي بر آن شد که با بهره گرفتن از نرم افزار Geo-Slope بانک اطلاعاتي وسيعي از سدهاي خاکي ناهمگن زير 100 متر توليد شود و با توجه به بانک اطلاعاتي و الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک فرمول­هايي براي بدست آوردن ضريب اطمينان سدهاي خاکي ناهمگن زير 100 متر ارائه شود.

 1-4-       ساختار پايان نامه

سازماندهي اين پايان­نامه بدين صورت است که فصل دوم مروري بر پايداري شيب و شيرواني­ها، انواع آنها و روش آناليز آنها مي­باشد فصل سوم در ارتباط با الگوريتم برنامه نويسي ژنتيک توضيح داده شده و فصل چهارم نحوه­ي مدل­سازي با نرم افزار Geo-Slope و ارائه فرمول براي شيب پايين دست سدهاي خاکي مي­باشد فصل پنجم به جمع­بندي و نتيجه­گيري پايان­نامه و ارائه پيشنهادها اختصاص داردفصل ششم نيز منابع و مراجع ارائه شده است.

تعداد صفحه :72

قیمت : 14700تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :
 
 
Categories: عمران

2 Comments

Comments are closed.