مدل‌سازی ضریب بزرگنمایی خاک‌های ماسه‌ای به دو روش شبکه عصبی و برنامه‌ریزی بیان ژن

مدل‌سازی ضریب بزرگنمایی خاک‌های ماسه‌ای به دو روش شبکه عصبی و برنامه‌ریزی بیان ژن

نجمه علیدادی1 و عباس مهدویان2

تاریخ دریافت:  01/ 12/ 1394                        تاریخ پذیرش: 02/ 04/ 1395

چکیده

زمانی که امواج زمین‌لرزه از لایه‌های آبرفتی می‌گذرند؛ دامنه امواج لرزه‌ای در برخی از دوره‌ها به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد که با عنوان بزرگنمایی سایت شناخته می‌شود. در اینصورت می‌توان آن را با یک مدل تحلیلی به‌صورت نسبت طیف پاسخ سطح زمین به طیف پاسخ حرکت ورودی برآورد کرد. این رفتار در ارزیابی عملکرد لرزه‌ای سازه‌ها و شریان‌های حیاتی ضروری است. در این مقاله سعی شده است که این تأثیر در لایه‌های ماسه‌ای با ستبرا‌های متفاوت بررسی شود. برای نمونه، شهرستان ارومیه به عنوان یکی از کلان‌شهرهای شمال‌باختری ایران ومنطقه‌ای زمینلرزه‌خیز بررسی شده است. 120 گمانه ژئوتکنیکی حفر و لایه‌های ماسه‌ای با ستبرا‌های متفاوت در بخش مرکزی و خاوری آن دیده شده است. در این تحلیل‌ها از شتاب‌نگاشت‌های مصنوعی شبیه‌سازی‌شده بر پایه نتایج تحلیل خطر لرزه‌ای به عنوان حرکت ورودی برای تحلیل استفاده شده است. سپس با مقایسه شتاب‌های طیفی در دوره‌های مختلف سطح زمین با مقادیر متناظر روی سنگ‌بستر لرزه‌ای طیف بزرگنمایی شتاب طیفی در دوره‌های مختلف ارائه و به­ دنبال آن با استفاده از شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک مدل‌سازی این ضرایب انجام شد. نتایج به دست ­آمده نشاندهنده افزایش قابل‌توجه ضریب بزرگنمایی در برخی از دوره‌ها با افزایش ستبرای لایه‌های ماسه‌ای است. با استفاده از نتایج مدل‌سازی ارائه‌شده می‌توان ضرایب بزرگنمایی خاک‌های ماسه‌ای شهر ارومیه را با ستبرا‌های متفاوت به ازای دوره‌های متغیر تا 4 ثانیه برآوردکرد. در این مطالعه نتایج به‌دست‌آمده از شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از معیارهای ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا جواب‌های دقیق‌تری نسبت به برنامه‌ریزی بیان ژن ارائه کرده است. همچنین در این مطالعه با استفاده از الگوریتم تکاملی برنامه‌ریزی بیان ژن رابطه ریاضی به ازای ستبرای لایه ماسه‌ای و دوره‌های متفاوت بیان می‌شود.

کلیدواژهها: تحلیل خطی معادل،اثرات ساختگاهی، ضریب بزرگنمایی، شتاب‌نگاشت مصنوعی، شبکه عصبی، برنامه‌ریزی بیان ژن.

1دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران- آب و محیط‌ زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2دانشیار، دانشکده مهندسی عمران- آب و محیط‌ زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

نویسنده مسئول:عباس مهدویان؛ E-mail: A_Mahdavian@sbu.ac.ir