تحلیل عدم قطعیت در شبیه سازی دبی موثر نشت از سدهای خاکی با الگوریتم مونت کارلو و یادگیری ماشینی

عدم قطعیت های ناشی از ماهیت پیچیده خاک موجب گسترش استفاده از تحلیل های احتمالاتی در طراحی سازه های خاکی شده است و در برخی از کشورها آیین نامه های طراحی چنین سازه هایی را تغییر داده است. هدف تحقیق حاضر تحلیل تراوش با فرض عدم قطعیت در هدایت هیدرولیکی خاک است که در شرایط مختلف هندسی سد موردبررسی قرارگرفته است. در این تحقیق ترکیب روش اجزای محدود به عنوان روش عددی محاسباتی در کنار یادگیری ماشینی (ML) برای بررسی مسئله تراوش از سد خاکی استفاده شده است که تحلیل عدم قطعیت در زبان برنامه نویسی فرترن با الگوریتم شبیه سازی مونت کارلو (MCS) پیاده سازی شده و با تعداد نمونه ۲۰۰۰ برای هر زیرمدل اجرا گردیده است و تابع توزیع فراوانی برای هر مدل استخراج شد. سپس، نتایج احتمالاتی با رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و برنامه نویسی بیان ژن (GEP) مورد تحلیل قرار گرفتند که مدل درختی برای تراوش نیز ارائه گردید. برای بررسی جریان نشت به صورت بی بعد از مولفه دبی موثر (ESD) استفاده شد که بیانگر جریان دبی خروجی با در نظر گرفتن هندسه سد و ضریب هدایت هیدرولیکی آن است. مدل سازی داده های حاصل از کد فرترن به دو روش برنامه نویسی بیان ژن و رگرسیون بردار پشتیبان انجام گرفت. ضریب همبستگی مدل SVR و GEP به ترتیب ۰.۹۶ (در سه حالت داده های آزمون، آموزش و کل) و ۰.۹۱ و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) در هر دو مدل نزدیک ۰.۰۱ به دست آمد که بیانگر این است که دو مدل مذکور با دقت مناسبی قادر به پیش بینی دبی موثر هستند و نتایج مدل SVR نسبت به مدل GEP به نتایج تحلیل ناشی از اجزای محدود، تطابق بیشتری دارد.

کلیدواژه ها:

زبان فرترن ، محیط متخلخل ، تحلیل عدم قطعیت ، تابع توزیع فراوانی ، برنامه نویسی بیان ژن ، دبی موثر نشت