33201

امكان سنجي كنترل پايداري زمين هاي شيبدار با استفاده از اينترنت اشياء

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران-مهندسي و مديريت ساخت

1401

1403/12/20

دكتر علي اكبر شيرزادي جاويد

ندارم

واحدنور

پايش پايداري ترانشه‌هاي خاكي و سنگي يكي از مسائل مهم در مهندسي ژئوتكنيك است كه تأثير مستقيمي بر ايمني سازه‌ ها و زيرساخت‌ هاي اطراف دارد. در سال‌ هاي اخير، فناوري اينترنت اشيا (IoT) به‌عنوان رويكردي نوين براي جمع‌آوري ، پردازش و انتقال داده‌ها در سيستم ‌هاي پايش زيرساخت‌ ها مورداستفاده قرارگرفته است. اين فناوري امكان پايش بلادرنگ و از راه دور را فراهم مي‌كند و به‌وسيله آن مي‌توان تغييرات محيطي پايداري زمين‌هاي شيبدار را با دقت و سرعت بالاتري نسبت به روش‌هاي سنتي مديريت ،ثبت و تحليل كرد. پژوهش‌ها در زمينه‌ي كنترل پايداري زمين‌هاي شيبدار با استفاده ازاينترنت اشياء (IoT) هنوز يك حوزه نوآورانه است، اما با توجه به نيازهاي روزافزون در زمينه نظارت و كنترل بلاياي طبيعي مانند زمين‌لغزش‌ها و فرسايش خاك، اهميت ويژه‌اي پيدا كرده است . در اين پژوهش، يك روش كم هزينه ومبتني برحسگرهاي ديجيتال دربستراينترنت اشيا باارسال داده ها در فضاي ابري، وثبت اطلاعات مربوط به شتاب وزاويه وتحليل داده ها،بررسي رفتار ترانشه‌ها در شرايط مختلف ارائه شده است.دراين دستگاه از ماژول MPU6050 براي ثبت داده‌هاي شتاب و زاويه واز برد NodeMCU براي ارسال داده‌ها به يك سرورمحلي وپايگاه داده MySQL استفاده شد، همچنين داده‌هاي جمع‌آوري‌شده پس از فيلترگذاري و پردازش درنرم‌افزارهاي Excel و Power BI تحليل شدند تا تأثير نويزهاي محيطي كاهش يابد و روندهاي واقعي رفتارترانشه‌ها شناسايي شود. اين پژوهش يك رويكرد مقرون‌به‌صرفه و قابل اجرا براي مانيتورينگ وضعيت ترانشه‌ها ارائه مي‌دهد كه مي‌تواند در پايش مداوم و پيش‌بيني خطرات بالقوه رانش زمين استفاده شود.پايش دردونوع ترانشه سنگي وخاكي وبادوفركانس نمونه برداري متفاوت (بالا وپايين) انجام گرفت تاتغييرات لحظه‌اي وبلندمدت دررفتارترانشه‌ها تحليل شود.نتايج نشان داد كه ترانشه سنگي پايداري بيشتري دارد و تغييرات لحظه‌اي آن به‌سرعت به مقدار اوليه بازمي‌گردد، درحالي‌كه ترانشه خاكي تحت تأثير نشست تدريجي و تغييرشكل‌هاي دائمي قرار دارد. باتوجه به جدول داده ها وميانگين گيري ميتوان گفت كه ترانشه هاي سنگي نسبت به ترانشه خاكي 15درصد پايدارتر هستند.در پايش با فركانس بالا (1 ثانيه يك‌بار)، تغييرات ناگهاني ناشي از اعمال ضربه به‌وضوح در داده‌هاي شتاب و زاويه ثبت شد، درحالي‌كه در پايش با فركانس پايين (1 ساعت يك‌بار) روندهاي كلي مانند كاهش تدريجي شيب،جابه‌جايي جانبي و نشست خاكي مشخص شد. بررسي مقايسه‌اي اين دو روش نشان داد كه تركيب پايش‌هاي كوتاه‌مدت و بلندمدت براي ارزيابي دقيق پايداري ترانشه ضروري است.

1404/01/17

Feasibility study of slope stability control using the Internet of Things

1/1/1900 12:00:00 AM

Monitoring the stability of soil and rock slopes is a critical issue in geotechnical engineering, as it directly impacts the safety of surrounding structures and infrastructure. In recent years, the Internet of Things (IoT) has emerged as an innovative approach for data collection, processing, and transmission in infrastructure monitoring systems. This technology enables real-time and remote monitoring, allowing for high-precision recording and analysis of environmental changes. In this study, a low-cost, IoT-based method utilizing digital sensors was developed to assess slope behavior under various conditions. An MPU6050 module was used to record acceleration and angular data, while a NodeMCU board transmitted the data to a local server and a MySQL database. Monitoring was conducted on both rock and soil slopes at two different sampling frequencies (high and low) to analyze both short-term and long-term variations in slope behavior. The results indicated that rock slopes exhibit higher stability, with transient variations returning to their initial values quickly, whereas soil slopes experience gradual settlement and permanent deformations. In high-frequency monitoring (every 1 second), sudden changes caused by external impacts were clearly recorded in acceleration and angular data. In contrast, low-frequency monitoring (every 1 hour) revealed broader trends such as gradual slope reduction, lateral displacement, and long-term settlement in soil slopes. A comparative analysis of both methods demonstrated that integrating short-term and long-term monitoring is essential for an accurate assessment of slope stability. Additionally, the collected data were filtered and processed using Excel and Power BI, reducing the impact of environmental noise and enabling the identification of actual slope behavior trends.

پايش پايداري، ترانشه خاكي، ترانشه سنگي، MPU6050، NodeMCU، پايش فركانس بالا، پايش فركانس پايين، تحليل داده‌هاي سنسوري

Stability monitoring, earth trench, rock trench, MPU6050, NodeMCU, high frequency monitoring, low frequency monitoring, sensor data analysis

norooz abbasie

Dr. Ali Akbar Shirzadi javid