Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Mahdavi,Raheb Bagherpour,Mahmoud Behnia
سعيد مهدوي (استاد مشاور) راحب باقرپور (استاد راهنما) محمود بهنيا (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.
يکي از کليدي ترين فعاليت هاي موجود در حوزه مکانيک سنگ و مهندسي سنگ، ارزيابي پارامترهاي ژئومکانيکي مانند مقاومت فشاري تک محوره (UCS) و مدول الاستيسيته (E) مي باشد. اين ارزيابي، در طراحي سازه هاي سطحي و زيرزميني، و اجراي پروژه هاي مهندسي ضروري مي باشد. تعيين مستقيم اين خصوصيات امري هزينه بر، زمان بر و مستلزم وجود امکانات آزمايشگاهي خاص مي باشد؛ در نتيجه از روش هاي غيرمستقيم براي تخمين اين پارامترها استفاده مي شود. در اين تحقيق تلاش شد با استفاده از مجموعه داده هاي پنج طرح سدکارون4، سيمره، خرسان 1 و3 و نيز تلمبه ذخيره اي ايلام واقع در سازند آهک آسماري، روابطي (با يک، دو، سه و چهار پارامتر مستقل) جهت پيش بيني پارامترهاي ژئومکانيکي با سه روش آماري، شبکه عصبي مصنوعي و همچنين روش ماشين بردار پشتيبان تعيين گردد. در اين راستا از مجموعه داده هاي آزمايش هاي فيزيکي (چگالي و تخلخل) و سرعت امواج (فشاري و برشي) که جزء آزمايش هاي اوليه، کم هزينه، غيرمخرب و معمولِ صورت گرفته بر روي نمونه هاي سنگي هستند، براي توسعه روابط استفاده شده است. معيار مقايسه و قضاوت بين روش ها و همچنين انتخاب روش بهينه، مقدار ضريب تعيين (R 2 ) و خطاي جذر ميانگين مربعات (RMSE) مي باشد. مقايسه نتايج به دست آمده ميان روابط توسعه يافته نشانگر بهبود عملکرد روابط با چهار متغير مستقل نسبت به يک، دو و سه متغير مستقل مي باشد. دو معادله خطي با دقت بالا و خطاي پايين جهت پيش بيني مقاومت فشاري تک محوره (R 2 =0.91, RMSE=4.16) و مدول الاستيسيته (R 2 =0.88, RMSE=3.30) با استفاده از چهار متغير مستقل فوق الذکر، ارائه شد. بعلاوه در تمامي روابط توسعه يافته، روش ماشين بردار پشتيبان نسبت به روش هاي شبکه عصبي و رگرسيون، به علت آموزش نسبتاً ساده، سرعت و دقت بالا، کارايي خوب براي داده هاي با ابعاد بالا و نيز کنترل ميزان خطا از مطلوبيت بالاتري برخوردار و نتايج آن، به واقعيت نزديک تر مي باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی