پیش‌بینی احتمالاتی منحنی‌های مشخصه زمین در توده سنگ‌های ضعیف با استفاده از مارس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

10.22091/cer.2026.15638.1677

چکیده

امروزه، تونل‌ها به عنوان یکی از زیرساخت‌های حیاتی در جوامع توسعه یافته شناخته می‌شوند. طراحی بهینه تونل‌ها نیازمند شناخت رفتار تونل‌ها تحت شرایط مختلف است. منحنی مشخصه (واکنش) زمین که در واقع نمایانگر تغییر شکل تونل تحت سربار وارده است یکی از مولفه های اصلی طراحی تونل به روش همگرایی-همجواری محسوب می‌شود. روش‌های مختلفی برای ترسیم منحنی مشخصه زمین تاکنون ارائه شده است که اکثر قریب به اتفاق آن‌ها روش های قطعی هستند. در مطالعه حاضر تلاش شده است که به روشی احتمالاتی، منحنی‌های مشخصه برای تونل‌هایی با اعماق کم که در توده سنگ‌های رده ضعیف اجرا می‌شوند بدست آورده شوند. بدین منظور ابتدا به مشخصات ژئومکانیکی این رده سنگ‌ها توابع توزیعی تخصیص داده شد. سپس ازین توابع توزیع، داده هایی تصادفی استخراج گردید. پس از آن، به کمک مدل‌سازی عددی به روش اجزا محدود تمامی حالات مدنظر تحلیل و منحنی مشخصه زمین بدست آورده شد. در انتها، به روش اسپلاین‌های رگرسیونی تطبیقی چندمتغیره مدلی برای تخمین منحنی مشخصه زمین ارائه گردید. نتایج تحلیل‌های آماری نشان داد که مدل پیشنهادی دارای ضریب تعیین R2 = 0.982 است. همچنین مشاهده گردید که ضریب فشار جانبی حالت سکون K0 حداقل تاثیر را بر منحنی‌های مشخصه حاصله دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Probabilistic Prediction of Ground Reaction Curves in Poor Rock Masses Using MARS

نویسندگان [English]

  • Amir Hossein Shafiee 1
  • Hamzeh Yeganehmehr 2
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran
2 MSc student, Department of Civil Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Tunnels are recognized as critical infrastructure components in modern so-cieties. The optimal design of tunnels requires a comprehensive understand-ing of their behavior under various geotechnical conditions. The ground re-action curve (GRC), which describes the relationship between tunnel con-vergence and support pressure, is a fundamental element of the conver-gence–confinement method in tunnel design. To date, numerous approaches have been proposed for constructing ground reaction curves, most of which are deterministic in nature. In the present study, a probabilistic framework is developed to derive ground reaction curves for shallow tunnels excavated in poor rock masses. For this purpose, appropriate probability distributions were assigned to the geomechanical properties of the considered rock class. Subsequently, 100 stochastic realizations were generated from these distribu-tions. All cases were analyzed using numerical modeling based on the finite element method, and the corresponding ground reaction curves were ob-tained. Finally, a predictive model for the ground reaction curve was estab-lished using multivariate adaptive regression splines (MARS). Statistical evaluation indicates that the proposed model achieves a coefficient of deter-mination (R²) of 0.982, demonstrating high predictive accuracy. Further-more, the results reveal that the at-rest lateral earth pressure coefficient (K₀) has a negligible influence on the resulting ground reaction curves.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Poor Rock
  • Ground Reaction Curve
  • MARS
  • Circular Tunnel
  • Probabilistic Approach
CAPTCHA Image