بهينه سازي ابعاد هسته رسي سدهاي خاكي با استفاده از روش الگوريتم شبيه سازي تيبريد (Simulated Annealing (SA))

Optimization of Clay Core Dimensions in Earth Dams Using Simulated Annealing

سد خاكي سازه اي است به صورت همگن يا غيرهمگن به منظور بالا آوردن سطح آب يا ذخيره آن ساخته مي شود? سدهاي خاكي از اجزاي مختلفي تشكيل شده كه يكي از مهمترين اجزاي آن هسته سد مي باشد. از اين روطراحي بهينه هسته سد خاكي، نوع مصالح و ابعاد و شكل آن از اهميت زيادي برخوردار است. بطوري كه با كمترين حجم مصالح، بيشترين تاثير را در كاهش ميزان تراوش از بدنه سد و حفظ پايداري آن داشته باشد. هدف از انجام تحقيق توسعه مدلي براي بهينه سازي هندسه هسته سد حصار سنگي بيرجند براساس تلفيق معادلات حاصل از شبيه سازي تراوش، ضريب پايداري و گراديان هيدروليكي با الگوريتم شبيه سازي تيبريد (SA) مي باشد. مقادير پارامترهاي ضريب پايداري، تراوش و گراديان هيدروليكي بدست آمده از مدل بهينه هسته با نتايج حاصل از مدل هاي نرم افزاري Geo - Studio مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج بدست آمده از اين مقايسه نشان دهنده همبستگي بالا در حدود 97/0 مي باشند. نتايج بدست آمده از مدل توسعه داده براي تعين ابعاد بهينه هسته سد خاكي با اندازه هاي واقعي سد حصار سنگي بيرجند مورد مقايسه قرار گرفت كه بيانگر كاهش حجم مصالح مورد نياز جهت ساخت پوسته سد در حدود 8 % و هسته سد در حدود 21 % كه تامين كننده پايداري لازم نيز مي باشد. نتايج بيانگر عملكرد بسيار مناسب مدل در جهت كاهش هزينه هاي اجرايي سد در حدود 3/12% در طرح بهينه ابعاد هسته رسي تحت شرايط پايدار سدهاي خاكي مي-باشد.

Earth dam is a structure as homogeneous or non homogeneous forms for raising water level or water supply. Earth dam consist of different parts that one of the main parts is clay core. Choosing an optimal non permeable core which causes reduction of seepage through dam body and also being stable is necessary. The objective of this research is to optimize the geometry of earth dam clay core such that, beside of reduction of seepage through dam body, the volume of core material is minimized. For access of this objective a consolidated model consist of a simple model which obtained by linear regression and SA algorithm were used. So the necessary model has been written in Matlab7.8 and using SA algorithm, to optimize the Birjand Hesar Sangi dam. Optimal parameters such as seepage through dam body, hydraulic gradient and safety factor of stability access from model compared by the values access from the direct run of the software modeling that show a good agreement. Also the result of access by modeling have been compared by real dimensions of Birjand Hesar Sangi dam, that cause reduction of material volume for construction core dam about 21% and shell dam about 8% with satisfactory stability. Result show that the consolidated model have successful operations and a general optimal plan design of clay core dimensions in stable condition can be achieved.