Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Mahdavi,Raheb Bagherpour,Mahmoud Behnia
سعید مهدوی (استاد مشاور) راحب باقرپور (استاد راهنما) محمود بهنیا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shekoofeh Hajiabootaleb
شکوفه ابوطالب

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Application of Intelligent Methods (Artificial Neural Network & Support Vector Machine) in Prediction of Rock Strength Parameters, By Using Indirect Experiments
Geo-mechanical parameters of intact rocks such as uniaxial compressive strength (UCS) and young’s modulus (E) are the most essential for characterizing a rock mass, stability analysis of underground and surface structures, and the design of engineering projects. The determination of these parameters is expensive, time consuming task and in need of special laboratory facilities. So, by using nondestructive methods, one can indirectly estimate the cited parameters. In this study, in order to predict geo-mechanical parameters, three methods including multiple linear regression (MLR), artificial neural network (ANN) and support vector machine (SVM) are applied. The data set of different limestone rock types from five different dam sites (Karun 4, Seymareh, Khersan 1, Khersan 3 and Ilam dams) located in Asmari formation, are obtained and analyzed for developing predictive models (with one, two, three and four independent variables). In these models, physical tests (density and porosity), and ultrasonic tests (primary and shear wave velocity) are input parameters. It should be noted that these two tests are primary, cheap, nondestructive and usual tests on rock samples in laboratories. Coefficient of determination (R 2 ) and root mean square error (RMSE) are two criteria of comparison and also selection of optimum method. According to the study results, R 2 values of equations are gradually increased from two independent variables to four unlike RMSE; so, there are very good correlations with four mentioned inputs parameters for estimate of UCS and E (with the respective R 2 = 0.91 and 0.88, RMSE = 4.16 and 3.30). Moreover, SVM can control the error rate and also can perform for high-dimentional data. On the other hand, SVM run time is considerably faster, training is partly simple, and it yields the highest accuracy (largest R 2 and smallest RMSE). To sum up, when the results are taken into consideration, SVM models surpassed the ANN and MLR models.
یکی از کلیدی ترین فعالیت های موجود در حوزه مکانیک سنگ و مهندسی سنگ، ارزیابی پارامترهای ژئومکانیکی مانند مقاومت فشاری تک محوره (UCS) و مدول الاستیسیته (E) می باشد. این ارزیابی، در طراحی سازه های سطحی و زیرزمینی، و اجرای پروژه های مهندسی ضروری می باشد. تعیین مستقیم این خصوصیات امری هزینه بر، زمان بر و مستلزم وجود امکانات آزمایشگاهی خاص می باشد؛ در نتیجه از روش های غیرمستقیم برای تخمین این پارامترها استفاده می شود. در این تحقیق تلاش شد با استفاده از مجموعه داده های پنج طرح سدکارون4، سیمره، خرسان 1 و3 و نیز تلمبه ذخیره ای ایلام واقع در سازند آهک آسماری، روابطی (با یک، دو، سه و چهار پارامتر مستقل) جهت پیش بینی پارامترهای ژئومکانیکی با سه روش آماری، شبکه عصبی مصنوعی و همچنین روش ماشین بردار پشتیبان تعیین گردد. در این راستا از مجموعه داده های آزمایش های فیزیکی (چگالی و تخلخل) و سرعت امواج (فشاری و برشی) که جزء آزمایش های اولیه، کم هزینه، غیرمخرب و معمولِ صورت گرفته بر روی نمونه های سنگی هستند، برای توسعه روابط استفاده شده است. معیار مقایسه و قضاوت بین روش ها و همچنین انتخاب روش بهینه، مقدار ضریب تعیین (R 2 ) و خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) می باشد. مقایسه نتایج به دست آمده میان روابط توسعه یافته نشانگر بهبود عملکرد روابط با چهار متغیر مستقل نسبت به یک، دو و سه متغیر مستقل می باشد. دو معادله خطی با دقت بالا و خطای پایین جهت پیش بینی مقاومت فشاری تک محوره (R 2 =0.91, RMSE=4.16) و مدول الاستیسیته (R 2 =0.88, RMSE=3.30) با استفاده از چهار متغیر مستقل فوق الذکر، ارائه شد. بعلاوه در تمامی روابط توسعه یافته، روش ماشین بردار پشتیبان نسبت به روش های شبکه عصبی و رگرسیون، به علت آموزش نسبتاً ساده، سرعت و دقت بالا، کارایی خوب برای داده های با ابعاد بالا و نیز کنترل میزان خطا از مطلوبیت بالاتری برخوردار و نتایج آن، به واقعیت نزدیک تر می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی