استفاده از روش‌های مختلف هوشمند در نرم‌افزار Orange برای تخمین مدول تغییر شکل‌پذیری توده‌سنگ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی علوم زمین دانشگاه صنعتی اراک

2 دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک

چکیده

مدول تغییرشکل‌پذیری نشان‌دهنده‌ی میزان قابلیت تغییر شکل‌دادن توده‌سنگ در پاسخ به هرگونه بارگذاری و باربرداری است و به‌دلیل ایفای نقش درطراحی اکثر سازه‌های زیرزمینی حائز اهمیت می‌باشد. این پارامتر به‌صورت برجا، معمولاْ به کمک دو آزمایش بارگذاری صفحه‌ای و دیلاتومتری انجام می‌شود که با صرف هزینه و زمان زیادی همراه است. بعلاوه وجود ناپیوستگی‌ها و درزه و شکاف‌ها در توده سنگ، تست‌های آزمایشگاهی بر روی نمونه‌های استوانه‌ای نیز با خطا مواجه می‌شود. امروزه برای تعریف یک رابطه میان یک پارامتر و پارامتر‌های وابسته‌ آن و ساخت یک مدل برای تخمین یا پیش‌بینی پارامتر مورد نظر از انواع روش‌های هوش محاسباتی استفاده می‌شود و البته نتایج مطلوبی را نیز ارائه می‌دهند. هدف از این تحقیق به‌کارگیری این نوع الگوریتم‌ها به‌منظور ایجاد یک مدل کارآمد برای پیش‌بینی مدول تغییرشکل‌پذیری بر روی یک پایگاه داده می‌باشد. در این راستا عملکرد سه مدل ایجاد شده توسط روش‌های شبکه عصبی مصنوعی، نزدیک‌ترین همسایگی و جنگل تصادفی، به کمک نرم‌افزار Orange ارزیابی شده‌اند. نتایج نشان داد مدل شبکه عصبی مصنوعی با 116/۰RMSE= و ۰۹۴/۰MAE= دارای بهترین عملکرد و دقت است. همچنین آنالیز حساسیت پارامترهای ورودی نشان می‌دهد که پارامتر سیستم طبقه بندی توده سنگ RMR به عنوان یک پارامتر مهم و مؤثر به‌شمار می‌رود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using different intelligent methods in Orange software to estimate the deformation modulus of rock mass

نویسندگان [English]

  • Hadi Fattahi 1
  • Fateme Jiryaee 2
1 Department of Earth Sciences Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran.
2 Department of Earth Sciences Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran.
چکیده [English]

The deformation modulus indicates the degree of deformability of the rock mass in response to any loading and unloading, and it is important because it plays a role in the design of most underground structures. Estimation of this parameter on site is usually done with the help of two tests of plate loading and dilatometer, which is associated with spending a lot of money and time. In addition, due to the presence of discontinuities and cracks in the rock mass, laboratory tests on core samples also face errors. Today, to define a relationship between a parameter and its dependent parameters and to build a model to estimate or predict the chosen parameter, a variety of computational intelligence methods are used, and of course, they also provide favorable results. The purpose of this research is to use these types of algorithms in order to create an efficient model for predicting the deformation modulus on a database. In this regard, the performance of three models created by artificial neural network, K-nearest neighbor and random forest methods have been evaluated with the Orange software. The results showed that the artificial neural network model has the best performance and accuracy with RMSE=0.116 and MAE=0.094. Also, the sensitivity analysis of the input parameters shows that the RMR system is considered as an important and effective parameter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rock mass
  • deformation modulus
  • artificial neural network
  • sensitivity analysis
  • Orange software