فهرستعنوان شماره صفحه فصل اول: كليات.. 11- مقدمه. 21-1- تعريف مساله و هدف از پژوهش.. 21-2- پديده تحکيم21-3- منطق فازي.. 3فصل دوم: مروري بر تحقيقات گذشته. 62-1- مقدمه. 72-2- شناسايي پارامترهاي موثر در نشست تحکيمي خاک.. 72-3- مروري بر تاريخچه تحقيقاتي نظريه مجموعه‌هاي فازي و زمينه‌هاي آن در مهندسي عمران. 92-3-1- اولين زمينه‌هاي فکري.. 92-3-2- دهه 60: ظهور فازي.. 92-3-3- دهه 70: تثبيت مفاهيم بنيادي و ظهور اولين کاربردها102-3-4- دهه 90 و سالهاي آغازين قرن 21: چالشها کماکان باقيست.. 112-3-4- فازي در ايران:112-3-5- نظريه فازي در مهندسي عمران. 12فصل سوم: تحکيم133- 1 مقدمه. 143-2 اصول پايه تحکيم143-2-1 مفاهيم کلي تحکيم يک بعدي.. 143-2-2 نظريه تحکيم يک بعدي.. 153-2-2-1 محاسبه نشست تحکيم يک بعدي:163-2-2-2 حل معادله تحکيم183-2-2-3 آزمايش تحکيم193-2-2-3-1 آزمايش تحکيم با سرعت تغيير شکل نسبي ثابت.. 203-2-2-3-2 آزمايش تحکيم با شيب ثابت.. 213-2-2-4 خصوصيات تراکم پذيري.. 233-2-2-4-1 اندازه گيري غير مستقيم شاخص تراکم:243-2-3 نشست تحکيم253-2-4 درجه تحکيم263-2-5 محاسبه ضريب تحکيم با استفاده از نتايج آزمونها آزمايشگاهي. 273-2-5-1 روش لگاريتم زمان. 273-2-5-2 روش ريشه دوم زمان. 283-2-5-3 روش شيب بيشينه سو. 293-2-5-4 روش محاسباتي سيوارام و سوامي. 303-2-6 تاثير دست خوردگي نمونه بر روي منحني :303-2-7 تحکيم ثانويه. 313-2-7-1 تاثير تحکيم ثانويه بر روي فشار پيش تحکيمي. 333-2-8 تحکيم به کمک زهکش‌هاي ماسه‌اي.. 34فصل چهارم: منطق فازي و کاربرد آن در مهندسي عمران. 374-1- مقدمه. 384-2- مجموعه‌هاي فازي.. 404-2-1- تعاريف و مفاهيم اوليه مجموعه‌هاي فازي.. 404-2-2- چند مفهوم مقدماتي. 414-2-3- نماد گذاري.. 414-2-4- عملگرهاي مجموعه اي.. 414-3- اصل توسعه و روابط فازي.. 454-3-1- اصل توسعه. 454-3-2- حاصل ضرب کارتزين فازي.. 464-3-3- اصل توسعه بر روي فضاي حاصل ضرب کارتزين. 464-3-4- رابطه فازي.. 474-3-5- ترکيب روابط فازي.. 474-3-6- اعدادي فازي.. 474-3-7- اعداد فازي L-R.. 484-4- منطق فازي.. 504-4-1- استدلال فازي.. 504-4-2- متغيرهاي زباني. 504-4-3- قيود زباني. 514-4-4- قواعد اگر- آنگاه524-4-5- گزاره فازي.. 524-4-6- شيوه استدلال فازي.. 534-4-7- روش ممداني. 554-4-8 روش استدلال فازي با استفاده از توابع خطي. 594-4-9- استدلال فازي ساده شده624-5- کاربردهاي فازي در مهندسي عمران. 624-5-1- سيستمهاي فازي.. 624-5-2- پايگاه قواعد634-6-3- ويژگي‌هاي مجموعه قواعد644-5-4- موتور استنتاج فازي.. 644-5-5- فازي ساز. 654-5-6- غير فازي ساز:664-5-7- کنترل فازي.. 67فصل پنجم: آشنايي با مفاهيم شبکه عصبي. 695-1 سلول عصبي مصنوعي. 705-2 توابع تحريک... 705-3 شبکه‌هاي عصبي چند لايه. 725-4 شبکه‌هاي بازگشتي. 735-5 آموزش شبکه. 745-6 هدف از آموزش شبکه. 745-7 آموزش نظارت شده745-8 آموزش غير نظارت شده755-9 روش‌هاي تربيت و آموزش آماري.. 765-10 خودسازماني. 775-11 الگوريتم انتشار برگشتي. 785-12 ساختار شبکه در الگوريتم انتشار برگشتي. 795-13 نگرشي کلي بر آموزش شبکه. 805-14 تشخيص تصوير. 805-15 حرکت به پيش.. 825-16 برگشت به عقب ـ تنظيم وزن‌هاي لايه خروجي. 825-17 تنظيم وزن‌هاي لايه پنهان. 835-18 سلول عصبي باياس در شبکه. 845-19 اندازه حرکت.. 845-20 الگوريتم‌هاي پيشرفته. 855-21 کاربردها و اخطارهاي انتشار برگشتي. 865-22 اندازه گام875-23 ناپايداري موقتي. 875-24 مبناي رياضي الگوريتم انتشار برگشتي. 875-26 نحوة ارائه زوج‌هاي آموزشي به شبکه. 915-27 سنجش ميزان يادگيري و عملکرد شبکه. 915-28 جذر ميانگين مربع خطاها925-29 استفاده از دستورات MATLAB.. 93فصل ششم: برآورد ضريب فشردگي تحکيم به وسيله پارامترهاي فيزيکي خاک.. 956-1- مقدمه. 966-2- شناسايي پارامترهاي موثر در نشست تحکيمي خاک.. 976-3 بانک اطلاعات مورد استفاده986-4 تحليل اطلاعات با استفاده از روش برازش خطي. 996-5- نتيجه گيري.. 102فصل هفتم: مدل سازي ضريب فشردگي با استفاده از شبکه‌هاي عصبي-فازي (ANFIS)1047-1 آشنايي با مدلسازي توسط ANFIS. 1057-2 مدلسازي ضريب فشردگي با استفاده از شبکه عصبي-فازي (ANFIS)1077-3 چگونگي مدلسازي وتحليل مدل و بررسي نتايج. 109فصل هشتم: نتيجه گيري، پيشنهادات، محدوديت‌ها1208-1 نتيجه گيري.. 1218-2- محدوديت‌ها:1218-3- پيشنهاد براي ادامه مطالعه:122Reference:123 فهرست جدول هاجدول صفحهجدول 2-1 : فرمولهاي تجربي براي تعيين . 8جدول 3-1 طبقه بندي خاکها بر اساس تراکم پذيري ثانويه33جدول 4-1 جدول قاعدگي براي رانندگي59جدول 6-2 : مشخصات کلي داده‌هاي اوليه98جدول 6-3 : نتايج برازش خطي گام به گام100جدول 7-1 : نتايج آزمايشگاهي موجود براي ضريب فشردگي107 فهرست شکل هاشکل صفحهشکل 1 - نمايش يک سيستم فازي4شکل 2-1 تعيين ضريت فشردگي7شکل 3-1 تغيير فشار آب حفره‌اي و تنش موثر ناشي از اعمال سربار16شکل 3-2 محاسبه تحکيم يک بعدي17شکل3-3 محاسبه . 18شکل 3-4 دستگاه تحکيم(ادومتر)20شکل 5-3 نمودار شماتيک دستگاه آزمايش تحکيم با سرعت تغيير شکل نسبي کنترل شده21شکل 3-6 نمودار شماتيک آزمايش تحکيم با شيب ثابت22شکل3-7 مراحل مختلف در آزمايش با شيب کنترل شده22شکل 3-8 نشست تحکيم26شکل 3-9 روش لگاريتم زمان براي محاسبه . 28شکل 3-10 روش ريشه دوم زمان براي محاسبه . 29شکل 3-11 روش شيب بيشينه سو براي محاسبه . 30شکل 3-12 تاثير دست خوردگي نمونه بر منحني..... 31شکل 3-13 ضريب تحکيم ثانويه براي خاکهاي طبيعي رسوبي 1973 G.Mesri32شکل 3-14 تاثير نسبت افزايش بار يکسان، بر روي ضخامت نمونه33شکل 3-15 تاريخچه زمين شناسي34شکل 3-17 شالوده انعطاف پذير(الف) و صلب (ب) واقع بر خاک رس35شکل 4-1 مکمل فازي42شکل 4-2 اجتماع فازي43شکل 4-3 اشتراک فازي44شکل 4-4 اعداد مثلثي49شکل 4-5 اعداد نرمال49شکل 4-6 اعداد سهموي50شکل 4-8 توابع عضويت براي رانندگي58شکل 4-9 مجموعه‌هاي فازي براي بخش نتيجه61شکل 4-10 ساختار اصلي سيستمهاي فازي با فازي ساز و غير فازي ساز63شکل 5-1: شبکه يا يک نود70شکل 5-2 : تابع سيگمويد71شکل 5-3 : تشخيص تصوير81شکل 5-4 : سلول عصبي باياس در شبکه84شبکه5-5 : MLP با يک نود93شکل 5-6 : شبکه پرسپترون چند لايه MLP با يک لايه مخفي.94شکل 6-1: ميزان پراکندگي در داده‌هاي اوليه براي رابطه (9)100شکل 6-2 : مناسبترين توابع درجه دو و درجه 3 براي تعيين Cc از روي 101شکل 6-3 : آزمايش رابطه 6-13 و مقايسه با روابط ديگر محققين103شکل 7-1 توابع عضويت ورودي PL111شکل 7-2 توابع عضويت ورودي LL111شکل 7-3 توابع عضويت ورودي 112شکل 7-4 : مقايسه نتايج آزمايشگاهي و مدل ANFIS (داده‌هاي آموزش)112شکل 7-5 : مقايسه نتايج آزمايشگاهي و مدل ANFIS (داده‌هاي تست)113شکل 7-6 : مقايسه نتايج آزمايشگاهي و مدل شبکه عصبي (داده‌هاي آموزش)118شکل 7-7 : مقايسه نتايج آزمايشگاهي و مدل شبکه عصبي (داده‌هاي تست)118 فصل اول: كليات 1- مقدمه1-1- تعريف مساله و هدف از پژوهشراه حل مستقيم براي تعيين پارامترهاي نشست تحکيمي خاک، استفاده از آزمايش تحکيم است. مطابق استاندارد انجام آزمايش تحکيم نياز به صرف حدود يک هفته وقت دارد. دشواري انجام آزمايش تحکيم و بالاخص زمان طولاني و هزينه بالاي آن سبب بروز محدوديت‌هاي فراوان در کيفيت و کميت آزمايش به ويژه در پروژه‌هاي حجيم و وقت گير شده است. در اکثر اين پروژه ها به منظور جلو گيري از نياز به زمان طولاني و همچنين کاهش هزينه‌هاي انجام مطالعات ژئوتکنيک اغلب تعداد آزمايش ها کاهش داده مي‌شود و در نتيجه اطلاعات پيوسته و جامع از خاکها بخصوص در مواردي که تنوع لايه بندي زياد است، بدست نمي‌آيد. اين امر سبب مي‌شود طراحان بدون داشتن اطلاعات کافي، اقدام به ساده سازي پارامترهاي طراحي مي‌نمايند که معمولا به صورت دست بالا است و از جهت ديگر سبب افزايش هزينه‌هاي اجرا مي‌شود. بنابراين لازم است معيارهايي مشخص گردند تا بتوان از طريق آنها به دانشي جامع و با خطاي قابل قبول پارامترهاي تحکيم را تخمين زد. اين کار علاوه بر اينکه سبب کاهش حجم آزمايشات و صرفه جويي در زمان و هزينه مي‌شود از طرف ديگر مي‌تواند اطلاعات پيوسته‌اي از ساختگاه مورد نظر را فراهم سازد و دانش طراحان را به ميزان قابل توجهي بهبود بخشد. با توجه به اين موارد محققين مختلفي سعي کردند تا با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي فرمولهاي تجربي جهت تعيين پارامترهاي تحکيم خاک ارائه دهند. بدين طريق مي‌توان بدون انجام آزمايش تحکيم اقدام به تخمين نتايج حاصل از آن نمود. در اين پژوهش پس از بررسي روابط ارائه شده توسط ساير محققين جهت تخمين نشست تحکيمي، با استفاده از اطلاعات تفصيلي بدست آمده از چهارده پروژه بزرگ ايران و با استفاده از شبکه‌هاي عصبي- فازي (ANFIS) مدلي با دقت بالا جهت تعيين نشست تحکيمي خاک ارائه مي‌شود. 1-2- پديده تحکيمفشردگي يا تراکم خاک در اثر تاثير سربار (وزن سازه) باعث نشست سازه واقع بر روي آن مي‌شود که به اين پديده نشست خاک مي‌گويند. که در حالت کلي نشست خاک به دو گروه زير تقسيم مي‌شوند:الف) نشست آني (Immediate Settlement) که ناشي از تغيير شکل الاستيک خاک خشک و يا خاکهاي مرطوب و اشباع بدون تغييري در ميزان آب مي‌باشد و در تمام خاکها مورد توجه است.ب) نشست تحکيمي (Consolidation Settlement) که ناشي از تغيير حجم خاک اشباع به علت رانده شدن آبهاي موجود در حفرات است و در خاکهاي ريز دانه مانند رس مورد توجه قرار مي‌گيرد.وقتي خاک اشباع تحت بارگذاري قرار مي‌گيرد، در آغاز تمام بار گذاري توسط آب حفره‌اي تحمل مي‌شود و به آن افزايش فشار آب حفره‌اي مي‌گويند. در صورتي که زهکشي انجام شود، به مزور زمان حجم خاک کاهش مي‌يابد که به آن تحکيم گفته مي‌شود و باعث نشست مي‌گردد. از طرفي ممکن است خاک در اثر جذب آب حفره‌اي يا فشار آب حفره‌اي منفي افزايش حجم دهد که به آن تورم مي‌گويند.نرخ تغيير حجم تحت بار گذاري به نفوذ پذيري نمونه بستگي دارد، از اين رو آزمايش تحکيم معمولا در خاکهاي با نفوذ پذيري کم (مانند رس) انجام مي‌گيرد. هدف از انجام آزمايش تحکيم، تعيين پارامترهاي موثر در پيش بيني شدت نشست و ميزان آن در سازه‌هاي متکي بر خاکهاي رسي است. آزمايش تحکيم در واقع آزمايش جهت بر آورد پارامترهاي تحکيم يک بعدي ترزاقي است که از حل همزمان دو معادله تعادل و پيوستگي به صورت تک بعدي حاصل شده است.نمونه گيري از خاک با حفظ شرايط واقعي کار بسيار مشکلي است. تفاوت قابل توجه در ميزان رطوبت، حد رواني و شاخص پلاستيسيته و فشار همه جانبه نمونه‌هاي تهيه شده از اعماق مختلف و حتي از يک عمق خاص، بيانگر تفاوت و رفتار در نمونه‌هاي تهيه شده از يک نوع خاک مي‌شود و اين مسئله علاوه بر افزايش هزينه انجام آزمايشات سبب پيچيدگي و وارد نمودن قضاوت مهندسي در پروژه‌هاي مهندسي ژئوتکنيک مي‌گردد. داده‌هاي آزمايشگاهي زيادي موجود هستند که در پروژه‌هاي معيني به کار رفته و عملا بعد از مدتي فراموش شده اند. اين اطلاعات قديمي مي‌توانند بعنوان يک بانک اطلاعاتي مفيد در ارزيابي پارامترهاي ژئوتکنيکي بکار گرفته شوند[1].