Optimal design of slope stabilizing piles using metaheuristic techniques
Metasezgisel teknikler kullanılarak şev stabilizasyon kazıklarının optimum tasarımı
- Tez No: 855218
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR PEKCAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- Study of pile configuration for efficient stabilization of clayey slopes using three-dimensional numerical analysis
Killi şevlerin efektif stabilizasyonu için kazık konfigürasyonun üç boyutlu sayısal analizle incelenmesi
RAGIM MAMEDOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İREM ZEYNEP YILDIRIM
- Kohezyonsuz zemin özelliklerinin iyileştirilmesindegeopolimerlerin kullanılması
Stabilization of cohesionless soil using geopolymers
NASRUDIN MAHAMOUD MUSE
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiSelçuk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT OLGUN
- 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
2015
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN TEKİNALP
PROF. DR. DENNIS S.BERNSTEIN
- 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
2022
Bilim ve TeknolojiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ ALTÜRK
- Multi-objective aerodynamic shape optimization of helicopter nose
Helikopter burnunun çok hedefli aerodinamik şekil optimizasyonu
YİĞİT CAN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI