Geri Dön

Optimal design of slope stabilizing piles using metaheuristic techniques

Metasezgisel teknikler kullanılarak şev stabilizasyon kazıklarının optimum tasarımı

  1. Tez No: 855218
  2. Yazar: ARDA ÖCAL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR PEKCAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 304

Özet

Şev stabilizasyon kazıklarının ekonomik ve verimli tasarımı, karmaşık ve detaylı analiz prosedürlerinin gerçekleştirilmesini gerektiren oldukça zorlu bir görevdir. Bu tez çalışması, optimum tasarım örneklerini verimli ve akıllı bir şekilde bulmayı amaçlayan optimizasyon tabanlı bir program önermektedir. Geliştirilen yaklaşım, stabilizasyon kazıklarının temel analiz ve tasarım aşamalarını dört modül aracılığıyla bir araya getirmektedir. İlk modülde, hem güçlendirilmemiş hem de kazıklarla güçlendirilmiş şevler için kritik kayma yüzeylerini ve ilgili güvenlik faktörü değerlerini bulmak için limit denge tabanlı bir şev stabilitesi değerlendirme algoritması geliştirilmiştir. İkinci modülde, yanal yükleme altında kazık tepkilerini hesaplamak için Yapay Sinir Ağı (YSA) tabanlı bir yapısal analiz aracı sunulmaktadır. Üçüncü bileşen olan donatı hesaplama modülü, gerekli çelik donatı konfigürasyonunu tasarlamakta ve kazık kesitinin kapasitesini kontrol etmektedir. Son modül olan optimizasyon modülü ise tüm tasarım ve analiz prosedürlerini bir optimizasyon problemi olarak formüle etmekte ve tek ve çok düzlemli analizler için en uygun tasarım değişkenleri kümesini aramak amacıyla metasezgisel bir algoritma kullanmaktadır. Yapılan deneysel çalışmalar, önerilen yaklaşımın farklı koşullar altında şevlerin güvenliğini başarılı bir şekilde değerlendirebildiğini ortaya koymaktadır. Bu çalışma ayrıca, zemin ve kazık özellikleri arasındaki karmaşık ilişkiyi tespit eden YSA'ların, yanal yüklü kazıkların analizindeki potansiyelini de ortaya koymaktadır. Ayrıca birden fazla düzlemin aynı anda analiz edilmesi, geniş araziler için daha kapsamlı ve güvenilir çözümler elde edilmesine de yardımcı olmaktadır. Sonuç olarak, bu çalışma şevlerin analizi için bütünleşik bir yöntem sunmakta ve şev stabilizasyon kazıklarının ön tasarım aşamalarında yardımcı bir araç olması beklenmektedir.

Özet (Çeviri)

The economical and efficient design of slope stabilizing piles is a challenging task that requires overcoming complex and detailed analysis procedures. This thesis proposes an optimization-based program to find optimal design instances efficiently and intelligently. The developed approach combines the fundamental analysis and design phases of stabilizing piles through four modules. In the first module, a limit equilibrium-based slope stability assessment algorithm is developed to find the critical slip surface and the corresponding factor of safety values for both unreinforced and pile-reinforced slopes. The second module introduces an Artificial Neural Network (ANN) based structural analysis tool to compute pile responses under lateral loading. The third component, namely the reinforcement calculation module, designs the required reinforcement configuration and checks the capacity of the pile cross-section. In the last part, the optimization module formulates the whole design and analysis procedures as an optimization problem. It utilizes a metaheuristic algorithm to search for the optimal design variables for single and multi-plane analyses. Experimental studies reveal that the proposed approach can successfully investigate the safety of slopes under various conditions. The study also demonstrates the potential of ANNs in analyzing laterally loaded piles by establishing the complex relationship between soil and pile interaction. Analyzing multiple planes simultaneously also helps to achieve more comprehensive and robust solutions for larger terrains. Consequently, this study provides a unified tool for the analysis of slopes, and it is expected to assist in the preliminary design stages of slope stabilizing piles.

Benzer Tezler

  1. Kohezyonsuz zemin özelliklerinin iyileştirilmesindegeopolimerlerin kullanılması

    Stabilization of cohesionless soil using geopolymers

    NASRUDIN MAHAMOUD MUSE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İnşaat MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT OLGUN

  2. Faux riccati equation techniques for feedback control of nonlinear and time-varying systems

    Doğrusal olmayan ve zaman bağlı sistemler için faux riccati denklemi teknikleri

    ANNA PRACH

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OZAN TEKİNALP

    PROF. DR. DENNIS S.BERNSTEIN

  3. Enerji depolama uygulamalarında kullanılmak için floresans karbon nokta (KD) ince filmlerin hazırlanması

    Preparation of fluorescence carbon point (KD) thin films for use inenergystorage applications

    ZEYNEP MERAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Bilim ve TeknolojiMersin Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ ALTÜRK

  4. Reliability-based design of rock slopes

    Kaya şevlerinin güvenirlik temelli tasarımı

    HAFİZE ŞEBNEM DÜZGÜN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2000

    Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CELAL KARPUZ

    PROF. DR. M. SEMİH YÜCEMEN

  5. Yumuşak zeminler üzerindeki toprak dolguların limit denge ve performansa dayalı tasarımı

    Limit state and performance-based design of embankments on soft soils

    CİHAN ÖSER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. S. FEYZA ÇİNİCİOĞLU