بررسي يك چارچوب مبتني بر مدل سازي براي بهينه‌سازي مقطع عرضي سدهاي خاكي مغزه دار

سدهاي خاكي مغزه دار يكي از پركاربردترين سدها مي باشند كه ساخت آن ها از مقبوليت بالايي در بين طراحان سد برخوردار است. در اين تحقيق يك متدولوژي براي بهينه سازي مقطع عرضي سد خاكي با هسته مركزي قائم ارائه گرديده است. به اين منظور از يك نرم افزار اجزاء محدود براي كنترل پايداري شيب، يك نرم افزار آماري جهت فرموله كردن ضريب اطمينان پايداري و نهايتاً يك الگوريتم فرا ابتكاري براي بهينه كردن مقطع عرضي سد خاكي استفاده شد. در ابتدا پس از صحت سنجي نرم افزار PLAXIS براي سد خاكي فرخي قائن و اطمينان از عملكرد مناسب آن، ضرايب اطمينان پايداري تحت شرط تراوش دائم براي 50 مدل فرضي سد كه همه داراي پنجه وزني و سكو بودند، استخراج گرديد. در ادامه در نرم افزار SPSS، مدلي رياضي براي محاسبه ضريب اطمينان پايداري به صورت يك تابع خطي از متغيرهاي لحاظ شده به دست آمد. سپس با استفاده از نرم افزار MATLAB و پياده سازي الگوريتم PSO، بهينه سازي مقطع عرضي سد خاكي با شرط كنترل پايداري بدنه سد انجام شد. تابع هدف، حداقل شدن مقطع عرضي سد و متغيرها شامل 17 مشخصه هندسي و تعدادي از مشخصات مصالح مصرفي در سد بود. درنهايت مدل بهينه بر روي سد فرخي قائن تست شد. نتايج كاهش 13 درصدي سطح مقطع عرضي و 138 هزار مترمكعبي حجم سد بهينه را نسبت به سد ساخته شده نشان داد كه بيان گر كارايي و تعميم پذيري مدل بهينه بر روي هر سد خاكي با هسته قائم مي باشد.