طراحی مرحله‌ای شبکه نمونه‌برداری، بر اساس پارامتر‌های ژئوتکنیکی و خصوصیات کیفی ساختگاه سد سمیلان، با استفاده از کریجینگ و شبکه عصبی

Abstract

از مهم ترین مراحل طراحی شبکه اکتشافات ژئوتکنیکی، تعیین تعداد و موقعیت گمانه‌های اکتشافی است، که به‌منظور کسب اطلاعات و نمونه‌برداری، حفر می‌شوند. یکی از مسائل چالش برانگیز در نمونه‌برداری، تعیین تعداد و موقعیت نمونه‌ها است. منطق طراحی نمونه‌برداری بهینه، منطق نمونه‌برداری مرحله‌ای است. در این بررسی، به مقایسه نمونه‌برداری تک مرحله‌ای و چند مرحله‌ای در ساختگاه سد سمیلان، پرداخته شده است. در مرحله اول، نمونه‌برداری تک مرحله‌ای، با استفاده از اطلاعات ژئوتکنیکی (لوژون و شاخص کیفی سنگ) 23 گمانه، و با به کارگیری تابع شاخص، مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس تابع شاخص، پارامتر لوژون به چهارشاخص و شاخص کیفی به سه شاخص طبقه‌بندی شد. از دیگر کاربرد تابع شاخص، تبدیل داده‌های کیفی به کمی است که به‌منظور شاخص گذاری درجه اهمیت سازه‌های مختلف ساختگاه سد سمیلان و سنگ‌شناسی منطقه، مورد استفاده قرار گرفت. سپس، بر اساس توابع شاخص، واریوگرافی در جهات مختلف انجام شده و با استفاده از پارامتر‌های واریوگرام، کریجینگ شاخص انجام شد. واریانس کریجینگ برای پارامتر‌های لوژون، شاخص کیفی سنگ و شاخص سنگ‌شناسی منطقه محاسبه و میانگین‌گیری و سپس به چهار شاخص تقسیم شد. به‌این ترتیب، تابع تعیین محل حفاری‌های اضافه، بر اساس رابطه هر یک از پارامتر‌ها با ریسک و خطای طراحی، تعریف شد. این تابع عبارتست از: حاصلضرب مقدار کریجینگ شاخص لوژون در مقدار شاخص اهمیت سازه‌های مختلف سد در شاخص خطای تخمین؛ تقسیم بر حاصلضرب مقدار کریجینگ شاخص خصوصیت کیفی سنگ در شاخص سنگ‌شناسی منطقه. در ادامه بررسی‌ها، از نمونه‌برداری دو مرحله‌ای استفاده شد که در مرحله اول، تعداد 12 گمانه از 23 گمانه، بر اساس چگالی نمونه‌ها، انتخاب شدند. در اینجا نیز تمام مراحل قبل تکرار شد و طبق تابع شاخص تعیین محل حفاری‌های اضافه، تعداد 8 گمانه برای مرحله دوم انتخاب شد. بر اساس تخمین‌گر‌های کریجینگ و شبکه عصبی، با استفاده از مقادیر نرمال شده، پارامتر‌های مورد نظر تخمین زده شد و تمام مراحل قبل تکرار گردید. در بررسی حاضر، واریانس کریجینگ و خطای تخمین در حالت دو مرحله‌ای نسبت به‌تک مرحله‌ای کاهش یافته؛ باوجود آنکه تعداد گمانه‌ها از 23 عدد به 20 عدد کاهش یافته است. عامل مهم در کاهش خطای تخمین، نحوة آرایش گمانه‌های مرحله اول، در بین گمانه‌های مرحله دوم بوده است.