Performance Comparison of Particle Swarm Optimization and Genetic Algorithm for Back-analysis of Soil Layer Geotechnical Parameters

Publish Year: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: English
View: 179

This Paper With 16 Page And PDF Format Ready To Download

  • Certificate
  • من نویسنده این مقاله هستم

این Paper در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Paper:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JMAE-14-1_013

تاریخ نمایه سازی: 28 فروردین 1402

Abstract:

Surface settlement induced by tunneling is one of the most crucial problems in urban environments. Hence, accurate prediction of soil geotechnical properties is an important prerequisite in the minimization of it. In this research work, the amount of surface settlement is predicted using three-dimensional numerical simulation in the finite difference method and Artificial Neural Network (ANN). In order to determine the real geotechnical properties of soil layers around the tunnel; back-analysis is carried out using the optimization algorithm and monitoring data. Among the different optimization methods, genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization (PSO) are selected, and their performance is compared. The results obtained show that the artificial neural network has a high ability with the amounts of R=۰.۹۹, RMSE=۰.۰۱۱۷, and MSE= ۰.۰۰۰۱۳۸ in predicting the surface settlement obtained from ۱۵۰ simulations from randomly generated data. Comparing the results of back-analysis using the optimization algorithm, the genetic algorithm shows less error than the particle swarm algorithm in different initial populations. In all cases of analysis, the calculation time for both algorithms lasts about ۵ minutes, which indicates the applicability of both algorithms in optimizing the parameters in mechanized tunneling in a short time.

Authors

Leila Nikakhtar

Shahrood University of Technology, Faculty of Mining, Geophysics and Petroleum Engineering, Shahrood, Iran

Shokroallah Zare

Shahrood University of Technology, Faculty of Mining, Geophysics and Petroleum Engineering, Shahrood, Iran

Hossein Mirzaei

Department of Mining Engineering, Sahand University of Technology,Tabriz, Iran

مراجع و منابع این Paper:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
  • . Mair, R., (۱۹۸۳), Geotechnical aspects of soft ground tunnelling ...
  • . O'REILLY, M.P. and B. New,( ۱۹۸۲), Settlements above tunnels ...
  • . Peck, R.B., (۱۹۶۹)Deep excavations and tunneling in soft ground. ...
  • . Bobet, A.,( ۲۰۰۱), Analytical solutions for shallow tunnels in ...
  • . Chou, W.-I. and A. Bobet,( ۲۰۰۲), Predictions of ground ...
  • . Loganathan, N. and H. Poulos, (۱۹۹۸), Analytical prediction for ...
  • . Park, K.-H., (۲۰۰۵) Analytical solution for tunnelling-induced ground movement ...
  • . Ercelebi, S., H. Copur, and I. Ocak, (۲۰۱۱) , ...
  • . Melis, M., L. Medina, and J.M. (۲۰۰۲ ),Rodríguez, Prediction ...
  • . Meng, F.-y., R.-p. Chen, and X. Kang, (۲۰۱۸ ), ...
  • . Barla, G., (۲۰۱۶ ), Applications of numerical methods in ...
  • . Ghiasi, V. and M. Koushki, (۲۰۲۰), Numerical and artificial ...
  • . Vardakos, S., M. Gutierrez, and C. Xia, (۲۰۱۲), Parameter ...
  • . Phoon, K.-K. and F.H. Kulhawy, (۱۹۹۹), Characterization of geotechnical ...
  • . Ninić, J., S. Freitag, and G. Meschke, (۲۰۱۷), A ...
  • . Zhao, C.et al., (۲۰۱۵), Model validation and calibration via ...
  • . Vardakos, S., (۲۰۰۷), Back-analysis methods for optimal tunnel design, ...
  • . Swoboda, G.et al., (۱۹۹۹), Back analysis of large geotechnical ...
  • . Pichler, B., R. Lackner, and H.A. Mang, (۲۰۰۳), Back ...
  • . Ledesma, A., A. Gens, and E. Alonso, (۱۹۹۶), Estimation ...
  • . Gioda, G. and S. Sakurai, (۱۹۸۷), Back analysis procedures ...
  • . Gens, A., A. Ledesma, and E. Alonso, (۱۹۹۶), Estimation ...
  • . Singh, D.K., V. Aromal, and A. Mandal, (۲۰۱۸), Prediction ...
  • . Ninić, J. and G. Meschke, (۲۰۱۵), Model update and ...
  • . Cao, B.-T., S. Freitag, and G. Meschke, (۲۰۱۶), A ...
  • . Zhang, J.r., G. Huang, and X.m. Gou, (۲۰۱۸), An ...
  • . Ankenman, B., B.L. Nelson, and J. Staum,( ۲۰۱۰), Stochastic ...
  • . Mahmoodzadeh, A.et al.,( ۲۰۲۰), Forecasting maximum surface settlement caused ...
  • . Rezaei, M. and M. Asadizadeh, (۲۰۲۰), Predicting unconfined compressive ...
  • . Nikakhtar, L., S. Zare, and H. Mirzaei Nasirabad, (۲۰۲۲), ...
  • . Penumadu, D. and R. Zhao, (۲۰۰۰), Modeling drained triaxial ...
  • . Nikakhtar, L.et al., (۲۰۲۰), Application of ANN-PSO algorithm based ...
  • . Moormann, C., (۲۰۰۴), Analysis of wall and ground movements ...
  • . Jebur, A.A.et al., (۲۰۱۸), Artificial neural network (ANN) approach ...
  • . Zhang, K.et al., (۲۰۲۰), Evolutionary hybrid neural network approach ...
  • . Moghaddasi, M.R. and M. Noorian-Bidgoli, (۲۰۱۸), ICA-ANN, ANN and ...
  • . Hasanipanah, M.et al., (۲۰۱۶), Feasibility of PSO-ANN model for ...
  • . Wang, Y.et al., (۲۰۲۰), A Novel Method for Analyzing ...
  • . Golpasand, M.-R.B., N.A. Do, and D. Dias, (۲۰۱۹), Impact ...
  • . Akbari, J. and M.S. Ayubirad, (۲۰۱۷), Seismic optimum design ...
  • . Palizi, S. and A.S. Daryan, (۲۰۲۱), Critical Temperature Evaluation ...
  • . Ataei, M. and M. Osanloo, (۲۰۰۴).Using a combination of ...
  • . Mirjalili, S., (۲۰۱۹), Genetic algorithm, in Evolutionary algorithms and ...
  • . Goshtasbi, K., M. Ataei, and R. Kalatehjary, ( ۲۰۰۸), ...
  • Improved prediction of blast-induced vibrations in limestone mines using Genetic Algorithm [مقاله ژورنالی]
  • . Khatami, S.A.et al. (۲۰۱۳), Artificial neural network analysis of ...
  • . Ebtehaj, I., H. Bonakdari, and M.S. Es-haghi, (۲۰۱۹), Design ...
  • Optimizing Extreme Learning Machine Algorithm using Particle Swarm Optimization to Estimate Iron Ore Grade [مقاله ژورنالی]
  • . Yang, H.et al., (۲۰۱۹), Intelligent prediction of blasting-induced ground ...
  • . Meulenkamp, F. and M.A. Grima, (۱۹۹۹), Application of neural ...
  • . Ornek, M.et al.,( ۲۰۱۲), Prediction of bearing capacity of ...
  • . Ceryan, N., U. Okkan, and A. Kesimal, (۲۰۱۳), Prediction ...
  • . Armaghani, D.J.et al., (۲۰۱۸), Airblast prediction through a hybrid ...
  • . Kachitvichyanukul, V. (۲۰۱۲), Comparison of three evolutionary algorithms: GA, ...
  • نمایش کامل مراجع