ارائه روشي سريع در بهينه يابي سطح لغزش شيروانيهاي خاكي به كمك الگوريتم ژنتيك

A Rapid Optimization Method for Slip Surface in Earth Slopes Using Genetic Algorithm

در اين مقاله روشي دقيق، كارا، مطمئن و سريع براي بهينه يابي سطح لغزش شيروانيهاي خاكي ارائه مي‌شود. با استفاده از روش الگوريتم ‍‍‍‍‍ژنتيك ( يا اختصارا GA) كه يكي از روشهاي مدرن و غير كلاسيك در بهينه‌يابي است و تلفيق آن با روش بيشاپ كه از روشهاي معروف و كاربردي است در تحليل پايداري شيروانيهاي خاكي ويافتن كمترين ضريب اطمينان، پايداري در آنها استفاده شده است. تحقيقات و بررسيها نشان داده است كه انتخاب متغيرهاي مناسب براي تعريف و حل مسئله با روش الگوريتم ژنتيك و همچنين تعيين محدوده مناسب براي اين متغيرها نقش به‌سزايي در سرعت همگرايي به جواب بهينه داشته و لذا متغير‌هاي مسئله در اين تحقيق به نحوي تعريف و در نظر گرفته شده‌اند كه در مقايسه با روشهاي ديگر و معروف بهينه يابي، كاهش ميزان تكرار‌ها تا نيل به همگرايي تا بيش ار 50% قابل مشاهده است كه صرفه جويي قابل ملاحظه‌اي در زمان و حافظه كامپيوتر خواهد بود. دقت روش پيشنهادي فوق ابتدا با مثالهايي از بهينه يابي سطح لغزش شيرواني همگن، نا همگن و همچنين شيرواني سد خاكي و مقايسه نتايج با ديگر روشهاي بهينه يابي نشان داده شده است. به‌عنوان كاربرد اين روش در مسائل نوين مهندسي ژئو تكنيك، شيرواني تسليح شده‌اي مورد بررسي و تحليل قرار گرفته و سطح لغزش بحراني شيرواني مسلح به روش الگوريتم ژنتيك بهينه سازي شده است.

This paper introduces an accurate, fast, and applicable method for optimization of slip surfaces in earth slopes. Using Genetic Algorithm (GA), which is one of the modern and non-classic optimization methods, in conjunction with the well -known Bishop applied method, the optimum slip surface in an earth slope is investigated and its corresponding lowest safety factor is determined. Investigations have shown that selection of appropriate variables to define and to solve the problem and determination of a good range for these variables have a profound effect on the speed of convergence in the problem. In the present study, appropriate variables have been defined for solving the problem in a way that the number of repetitions required to reach convergence are considerably reduced by up to 50% compared with other approaches. This has led to a drastic reduction in time and the memory required. The accuracy of the method is shown first by solving examples related to search for optimum failure surfaces of some homogenous, non-homogenous, and earth dam slopes and then by comparison of the results with those of other optimization techniques. In order to show the application of the present method in modern geotechnical engineering, a reinforced earth slope is studied and its failure surface is finally optimized