Dergiler / Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2022 / Cilt: 11 - Sayı: 4

Zeminlerin dispersibilite sınıfının XRF analiz sonuçlarına dayalı olarak Genetik Programlama (GP) ile tahmini

Prediction of dispersibility class of soils with Genetic Programming (GP) based on XRF analysis results

Sayfa
1034–1041
Yayın Tarihi
2022-10-21
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

En başarılı tahmin modeli tüm veri seti içinde SiO2, Al2O3, MgO, CaO ve Na2O girdi verilerinden oluşan modeldir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Dispersif zeminler, dolgu barajların çekirdek yapısında kullanıldığında erozyon hassasiyetlerinin çok yüksek olması nedeniyle içsel erozyona neden olarak bu tür barajların göçmesine neden olmaktadırlar.
📊
Temel Bulgular & Veri:Genetik İfade Programlama (GİP) ile oluşturulan tahmin modellerinde kullanılan 181 adet verinin % 66.9’u eğitim verisi; geri kalan ise ise test verisi olarak kullanılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:En başarılı tahmin modeli tüm veri seti içinde SiO2, Al2O3, MgO, CaO ve Na2O girdi verilerinden oluşan modeldir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:181 adet
⚙️Değişkenler:XRF analizi · Dolgu baraj · Dispersif zemin

Özet

Dispersif zeminler, dolgu barajların çekirdek yapısında kullanıldığında erozyon hassasiyetlerinin çok yüksek olması nedeniyle içsel erozyona neden olarak bu tür barajların göçmesine neden olmaktadırlar. Bu tür zeminlerin tasarım aşamasında belirlenerek dolgu barajların inşaatında kullanılmaması gerekmektedir. Dispersif zeminler; fiziksel (dağılma deneyi, çifte hidrometre deneyi ve iğne deliği deneyi) ve kimyasal (boşluk sıvısının kimyasal içeriği) deneyler ile belirlenebilmektedir. Bu çalışmada ise alternatif bir yöntem olarak XRF (X-Işını Floresans) analiz sonuçları kullanılarak genetik programlama (GP) yardımıyla zeminlerin dispersibilite sınıfının tahmin edilebilmesi için bilgisayar modelleri geliştirilmiştir. Genetik İfade Programlama (GİP) ile oluşturulan tahmin modellerinde kullanılan 181 adet verinin % 66.9’u eğitim verisi; geri kalan ise ise test verisi olarak kullanılmıştır. Majör (SiO2, Al2O3) ve minör (MgO, CaO, Na2O, K2O) oksitlerin girdi verisi olarak kullanıldığı bilgisayar modellerinde zeminler dispersif (D) ve dispersif olmayan zeminler (ND) olarak yüksek oranlarda başarılı bir şekilde tahmin edilmektedir. En başarılı tahmin modeli tüm veri seti içinde SiO2, Al2O3, MgO, CaO ve Na2O girdi verilerinden oluşan modeldir.

Abstract

When dispersive soils are used in the core structure of embankment dams, due to their high erosion sensitivity, they cause internal erosion and cause such dams to collapse. Such soils should be determined at the design stage and not used in the construction of fill dams. Dispersive soils can be determined by physical (Crumb test, double hydrometer test and pinhole test) and chemical (chemical content of the pore fluid) experiments. In this study, as an alternative method, computer models have been developed to predict the dispersibility class of soils with the help of genetic programming (GP) using XRF (X-Ray Fluorescence) analysis results. 66.9% of the 181 data used in prediction models created with Genetic Expression Programming (GEP) are training data; the remainder was used as test data. In computer models where major (SiO2, Al2O3) and minor (MgO, CaO, Na2O, K2O) oxides are used as input data, soils are successfully predicted as dispersive (D) and non-dispersive soils (ND) at high rates. The most successful forecasting model is the one that consists of SiO2, Al2O3, MgO, CaO and Na2O input data in the entire data set.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

TOPÇU, S., SEYREK, E. (2022). Zeminlerin dispersibilite sınıfının XRF analiz sonuçlarına dayalı olarak Genetik Programlama (GP) ile tahmini. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 11 - Sayı: 4, 1034–1041. https://ajindex.com/articles/584444

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (12)

  1. H.E. Middleton, 1930, The properties of soils which influence erosion, Tech. Bull, U.S. Dept. Agri., 178: 1-16,1930.
  2. G.M. Volk, Method of determination of degree of dispersion of the clay fraction of soils, Proceedings Soil Science Society of America, 2, 561-567,1937.
  3. A. Maharaj and P. Paige-Green, P., The SCS double hydrometer test in dispersive soil identification, In The 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, 2-6, France, 2013.
  4. R.S. Decker and L.P. Dunnigan, L.P., Development and use of the Soil Conservation Service Dispersion Test, J. Sherard, R. Decker (Eds), In STP623-EB Dispersive Clays, Related Piping, and Erosion in Geotechnical Projects, West Conshohocken, PA: ASTM International, 94-109, 1977.
  5. G.D. Aitchison, O.G. Ingles and C.C. Wood C.C, Post-construction deflocculation as a contributory factor in the failure of earth dams, In: Fourth Australia-New Zealand conference on soil mechanics and foundation engineering, Australia, 275-279, 1963, F.A. Gerber, and V.M. Harmse, Proposed procedure for identification of dispersive soils by chemical testing, Civil Engineer in South Africa, 29(10), 397-399, 1987.
  6. P. Paige-Green, Dispersive and erodible soils – Fundamental differences, SAIEG/ SAICE Problem Soils Conference, 59-67,
  7. Midrand, November 2008.
  8. W.W. Emerson, A Classification of soil aggregates based on their coherence in water, Australian Journal of Soil Research 5, 47-57, 1967.
  9. J.L. Sherard, E.F. Steele, R.S. Decker and L.P. Dunnigan, Pinhole test for identifying dispersive soils, Journal of the Geotechnical Engineering Division, 102(1), 69-85, 1976.
  10. J.L. Sherard, L.P. Dunnigan and R.S. Decker, Identification and nature of dispersive soils, Journal of the Geotechnical Engineering Division, 102, No. GT4, 298-312. 1976. H. Savaş, 2008, Development on pinhole test adopted to identify the dispersive clays used for earthfill dams and a comparative study, Ph.D. Thesis, Department of Civil Engineering, Eskişehir Osmangazi University, Turkey (In Turkısh). I. Zorluer, Y. Icaga, S. Yurtcu and H. Tosun, Application of a fuzzy rule-based method for the determination of clay dispersibility, Geoderma, 160(2), 189-196, 2010. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2010.09.017.
  11. P. Rengasamy and A. Marchuk, A., 2011, Cation ratio of soil structural stability (CROSS), Soil Research, 49(3), 280-285, 2011.
  12. P. Rengasamy, P.E. Tavakkoli and G.K. McDonald, Exchangeable cations and clay dispersion: net dispersive charge, a new conce