Áp dụng mô hình ANN trong mái dốc hình nón không chống đỡ trên nền sét không đồng nhất và không đẳng hướng
DOI:
https://doi.org/10.61591/jslhu.15.329Từ khóa:
Mái dốc hình nón không biện pháp chống đỡ, Sét không đẳng hướng, Mô hình ANN, Trí tuệ nhân tạo, Học máyTóm tắt
Bài báo đề xuất hàm số tương quan trong việc xác định hệ số ổn định của mái dốc hình nón không có biện pháp chống đỡ trên nền sét không đồng nhất, không đẳng hướng bằng chương trình máy học dựa trên mô hình mạng thần kinh nhân tạo Artificial Neural Network - ANN. Việc phân tích hệ số ổn định (N) của mái dốc hình nón không có biện pháp chống đỡ trên nền sét không đồng nhất, không đẳng hướng có xét đến các thông số bao gồm: thông số thể hiện tính không đồng nhất (m), hệ số thể hiện sự không đẳng hướng (re), góc dốc của mái hình nón (β), và tỷ lệ giữa chiều cao và bán kính đáy (H/B). Mô hình mô phỏng số bằng phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng để xác định sự thay đổi hệ số ổn định N khi các thông số re, m, H/B và β thay đổi. Từ kết quả của bài toán mô hình số, mô hình mạng thần kinh nhân tạo Artificial Neural Network được áp dụng để đề xuất hàm số tương quan giữa hệ số N từ các giá trị đầu vào re, m, H/B và β. Kết quả cho thấy, hàm số tương quan có tính chính xác cao với giá trị từ mô phỏng số, có thể áp dụng trong bài toán thiết kế, nghiên cứu.
Tài liệu tham khảo
Britto, A. M., Kusakabe, O.: Stability of unsupported axisymmetric excavation in soft clay. Geotechnique 32(3), 261–270 (1982)
Pastor J, Turgeman S.: Limit analysis in axisymmetrical problems Numerical determination of complete statistical solutions. International Journal of Mechanical Sciences, 24(2):95–117 (1982)
Lyamin, A.V., Sloan, S.W.: Lower bound limit analysis using non–linear programming. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 55:573–611 (2002)
Kumar J, Chakraborty D.: s for an unsupported vertical circular excavation in c– soil. Computers and Geotechnics, 39:79–84 (2012).
Kumar J, Chakraborty M, Sahoo J.P.: Stability of unsupported vertical circular excavations. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,140(7): 04014028 (2014)
Keawsawasvong S, Ukritchon B.: Stability of unsupported conical excavations in non–homogeneous clays. Computers and Geotechnics, 81:125–136 (2017)
Ukritchon B, Keawsawasvong S.: A new design equation for drained stability of conical slopes in cohesive–frictional soils. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 10(2):358–366 (2018)
Yodsomjai, W., Keawsawasvong, S., Likitlersuang, S.: Stability of unsupported conical slopes in Hoek–Brown rock masses. Transportation Infrastructure Geotechnogy (2020).
Yodsomjai, W., Keawsawasvong, S., Thongchom, C., Lawongkerd, J.: Undrained stability of unsupported conical slopes in two–layered clays. Innovative Infrastructure Solutions 6:15 (2021)
Keawsawasvong S, Lai V.Q.: End bearing capacity factor for annular foundations embedded in clay considering the effect of the adhesion factor. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, 7(1):1–0. (2021)
Ukritchon, B., Keawsawasvong, S.: Undrained stability of unlined square tunnels in clays with linearly increasing anisotropic shear strength. Geotech. Geol. Eng. 2020b; 38(1): 897–915.
Ukritchon B, Yoang S, Keawsawasvong S.: Undrained stability of unsupported rectangular excavations in non–homogeneous clays. Computers and Geotechnics, 117:103281 (2020).
Casagrande, A., Carillo, N.: Shear failure of anisotropic soils. Contributions to Soil Mechanics (BSCE) 1941–1953(4):122–135 (1994).
Lo, K.Y.: Stability of slopes in anisotropic soils. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division 31: 85–106 (1965).
Davis, E.H., Christian, J.T.: Bearing capacity of anisotropic cohesive soil. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division 97(5): 753–769 (1971)
Krabbenhoft, K., Lyamin, A.V.: Generalised Tresca criterion for undrained total stress analysis. Geotechnique Letters, 5:313–317 (2015).
Krabbenhøft K, Galindo‐Torres SA, Zhang X, Krabbenhøft J. AUS: Anisotropic undrained shear strength model for clays. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics 43(17):2652–2666 (2019).
Nguyen, D.K., Nguyen, T.P., Keawsawasvong, S. and Lai, V.Q.: Vertical uplift capacity of circular anchors in clay by considering anisotropy and non–homogeneity”, Transportation Infrastructure Geotechnology, (2021).
Lai VQ, Nguyen DK, Banyong R, Keawsawasvong S.: Limit analysis solutions for stability number of unsupported conical slopes in clays with heterogeneity and anisotropy. International Journal of Computational Materials Science and Engineering, 2150030 (2021)
Sirimontree, S., Jearsiripongkul, T., Lai, V.Q., Eskandarinejad, A., Lawongkerd, J., Seehavong, S., Thongchom, C., Nuaklong, P. and Keawsawasvong, S.: Prediction of Penetration Resistance of a Spherical Penetrometer in Clay Using Multivariate Adaptive Regression Splines Model. Sustainability, 14(6), p.3222, (2022)
Keawsawasvong, S., Shiau, J., Ngamkhanong, C., Lai, V.Q, Thongchom, C.: Undrained Stability of Ring Foundations: Axisymmetry, Anisotropy, and Nonhomogeneity. International Journal of Geomechanics, 22(1), 04021253 (2022).
Lai, V.Q., Banyong, R. and Keawsawasvong, S.: Stability of Limiting Pressure Behind Soil Gaps in Contiguous Pile Walls in Anisotropic Clays. Engineering Failure Analysis, p.106049 (2022).
Keawsawasvong, S., S. Seehavong, and C. Ngamkhanong.: Application of Artificial Neural Networks for Predicting the Stability of Rectangular Tunnels in Hoek–Brown Rock Masses. Front. Built Environ, 8, 837745 (2022).
Lai V.Q., Shiau J, Keawsawasvong S, Tran D.T. Bearing Capaciy of Ring Foundations on Anisotropic and HeterogenousClays ~ FEA, NGI–ADP, and MARS. Geotechnical and Geological Engineering (2022), DOI 10.1007/s10706–022–02117–6
Butterfield, R.: Dimensional analysis for geotechnical engineering. Géotechnique, 49(2):357–366 (1999).
https://en.wikipedia.org/wiki/Artificial_neural_network
Juwaied, Nabeel S. "Applications of artificial intelligence in geotechnical engineering." ARPN J Eng Appl Sci 13, no. 8, 2018: 2764-2785.
Pirnia, Pouyan, François Duhaime, and Javad Manashti. "Machine learning algorithms for applications in geotechnical engineering." In Proc. GeoEdmonton, pp. 1-37. 2018.
British Standards Institution. Pirnia, P., Duhaime, F. and Manashti, J., 2018, September. Machine learning algorithms for applications in geotechnical engineering. In Proc. GeoEdmonton (pp. 1-37), 2018
Mishra, Pratishtha, and Pijush Samui. "Reliability Analysis of Retaining Wall Using Artificial Neural Network (ANN) and Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS)." In Proceedings of the Indian Geotechnical Conference 2019, pp. 543-557. Springer, Singapore, 2021.
Khajehzadeh, Mohammad, Suraparb Keawsawasvong, and Moncef L. Nehdi. "Effective hybrid soft computing approach for optimum design of shallow foundations." Sustainability 14, no. 3 (2022): 1847.
