پيش بيني مدول الاستيك ديناميكي خاك هاي دانه اي با استفاده از روش بررسي گروهي داده ها

Dynamic Elastic Modulus Estimation of Granular Soils Using Group Method of Data Handling (GMDH

مدول الاستيك يكي از پارامترهاي مهم در ژيوتكنيك است كه معمولا از طريق آزمايش هاي آزمايشگاهي يا در محل اندازه گيري مي شود. در اين زمينه، آزمايش سه محوري يكي از روش هاي شناخته شده در تعيين پارامترهاي ديناميكي و استاتيكي خاك است. در اين تحقيق با استفاده از آزمايش سه محوري تناوبي و اندازه گيري موضعي كرنش، مدول الاستيك ديناميكي خاك هاي مخلوط شن و ماسه در سطح كرنش خيلي كوچك (حدود 5-10) مطالعه شده است. تاثير پارامترهاي دانه بندي (ضريب انحنا و ضريب يكنواختي)، مقدار شن، تنش همه جانبه و دانسيته نسبي بر روي مدول الاستيك ديناميكي خاك مورد ارزيابي قرار گرفته است. بر اساس نتايج به دست آمده از آزمايش هاي انجام شده در اين تحقيق، پايگاه داده اي شامل 120 ركورد تشكيل شده است. با استفاده از اين پايگاه داده ، دو مدل براي پيش بيني مدول الاستيك ديناميكي با استفاده از الگوريتم بررسي گروهي داده ها (GMDH) توسعه داده شده است. تفاوت اين دو مدل در استفاده از پارامترهاي ورودي متفاوت است، به گونه اي كه در مدل اول از ضريب انحنا (Cc) و در مدل دوم از ضريب يكنواختي (Cu) به عنوان پارامتر ورودي دانه بندي خاك در مدل استفاده شده است. مقايسه مقدار خطا بر اساس شاخص جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE) نشان دهنده برتري نسبي مدل دوم نسبت به مدل اول است. اگرچه مقدار ضريب همبستگي(R) در هر دو مدل مقادير رضايت بخشي داشته و الگوريتم (GMDH) توانايي مناسبي جهت پيش بيني مقادير مدول الاستيك نشان مي دهد.

Elastic modulus is one of the most important parameters in geotecal engineering that is usually measured through laboratory or in situ testing. Cyclic triaxial testing is a well-known laboratory test to determine the dynamic and static parameters of soils. In the current study, the dynamic elastic modulus of sand-gravel mixture at very small strain levels (about 10-5) has been studied using a triaxial cyclic apparatus along with local axial strain measurement. Influence of grading characteristics (curvature and uniformity coefficients), gravel content, mean effective confining stress and relative density on dynamic elastic modulus have been investigated. Based on the results of the tests, a comprehensive database including 120 records was established. Based on the database, two models have been developed to predict the dynamic elastic modulus using the group method of data handling (GMDH). In the first model the curvature coefficient (Cc) and in the second model the uniformity coefficient (Cu) is used as input parameter of soil grading charecteristics. Comparison of the RMSE in the two models indicates that the second model has better predictions than the first model. However, the coefficients of correlation (R) of models are satisfactory which indicates the GMDH has a good ability to predict the dynamic elastic modulus.