بررسی یک چارچوب مبتنی بر مدل سازی برای بهینه‌سازی مقطع عرضی سدهای خاکی مغزه دار

سدهای خاکی مغزه دار یکی از پرکاربردترین سدها می باشند که ساخت آن ها از مقبولیت بالایی در بین طراحان سد برخوردار است. در این تحقیق یک متدولوژی برای بهینه سازی مقطع عرضی سد خاکی با هسته مرکزی قائم ارائه گردیده است. به این منظور از یک نرم افزار اجزاء محدود برای کنترل پایداری شیب، یک نرم افزار آماری جهت فرموله کردن ضریب اطمینان پایداری و نهایتاً یک الگوریتم فرا ابتکاری برای بهینه کردن مقطع عرضی سد خاکی استفاده شد. در ابتدا پس از صحت سنجی نرم افزار plaxis برای سد خاکی فرخی قائن و اطمینان از عملکرد مناسب آن، ضرایب اطمینان پایداری تحت شرط تراوش دائم برای 50 مدل فرضی سد که همه دارای پنجه وزنی و سکو بودند، استخراج گردید. در ادامه در نرم افزار spss، مدلی ریاضی برای محاسبه ضریب اطمینان پایداری به صورت یک تابع خطی از متغیرهای لحاظ شده به دست آمد. سپس با استفاده از نرم افزار matlab و پیاده سازی الگوریتم pso، بهینه سازی مقطع عرضی سد خاکی با شرط کنترل پایداری بدنه سد انجام شد. تابع هدف، حداقل شدن مقطع عرضی سد و متغیرها شامل 17 مشخصه هندسی و تعدادی از مشخصات مصالح مصرفی در سد بود. درنهایت مدل بهینه بر روی سد فرخی قائن تست شد. نتایج کاهش 13 درصدی سطح مقطع عرضی و 138 هزار مترمکعبی حجم سد بهینه را نسبت به سد ساخته شده نشان داد که بیان گر کارایی و تعمیم پذیری مدل بهینه بر روی هر سد خاکی با هسته قائم می باشد.

investigation of a modeling-based framework for optimizing the cross-section of cored earth dams

cored earth dam is one of the most widely used dams, the construction of which is highly accepted among dam designers. the construction of these structures is very expensive, so optimizing the cost of design and construction of earth dams can be so helpful.today, many optimization problems cannot be solved in practice with traditional optimization methods due to their large size and complexity. for this purpose, metaheuristic algorithms can be used, of which pso is one. in the present study, the cross-sectional optimization of earth dams as the main part of the dam cost has been investigated by controlling the stability of slope in steady-state seepage condition.