شماره ركورد
33785
پديد آورنده
علي اخياني
عنوان
بهينه سازي و پيش بيني رفتار شكست و مقاومت ترك خوردگي مخلوط هاي آسفالتي با استفاده از الگوريتم هاي يادگيري ماشين
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي صنايع
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/06/29
استاد راهنما
دكتر محمدرضا محمدعليها
استاد مشاور
دكتر احمد ماكويي
دانشكده
مهندسي صنايع
چكيده
پايداري سازههاي آسفالتي همواره از مسائل كليدي در حوزه مهندسي به شمار ميآيد، چرا كه فرسايش و گسترش خرابي و تركها يكي از مهمترين عوامل كاهش عمر مفيد اين سازهها بوده است. ازاينرو، دستيابي به روشهاي نوين براي شناخت و پيشبيني رفتار مخلوطهاي آسفالتي، ضرورتي اجتنابناپذير در جهت ارتقاي كيفيت زيرساختهاي جادهاي محسوب ميشود. در اين پژوهش، با هدف ارائه رويكردي جامع براي تحليل اين رفتارها، از مجموعهاي از دادههاي آزمايشگاهي منحصربهفرد شامل 430 داده به همراه 5 ويژگي بهره برده شده است و با استفاده از 12 الگوريتم يادگيري ماشين و شبكههاي عصبي مصنوعي به همراه تنظيم آنها، مورد پردازش قرار گرفتند تا روابط ميان ويژگيهاي مصالح و شاخصهاي مربوط به شكست و مقاومت مخلوطهاي آسفالتي تشخيص داده شود. در ادامه، به منظور تعيين شرايط بهينه، از رويكردهاي بهينه سازي چند هدفه NSGA-ll و جستجوي دستي به منظور تحليل دقيق شرايط مختلف به همراه روش تصميم گيري چندمعياره تاپسيس با محاسبه وزن معيارها، نقش نسبي هر پارامتر در پايداري ترك به صورت دقيق ارزيابي گرديد. نتايج تحقيق بيانگر آن است كه مدل شبكه عصبي مصنوعي بهترين مدل براي پيشبيني متغيرهاي خروجي ميباشد كه ضريب تعيين، قدر مطلق خطا و مجذور ميانگين مربعات خطا برمبناي اعتبارسنجي متقابل به ترتيب براي انرژي شكست مبتني بر تغيير بازشدگي دهانه ترك 0.3614، 0.1933، 0.3877، براي انرژي شكست جابهجايي قائم 0.8744، 0.3417، 0.5661، براي فاكتور شدت تنش مود يك 0.9202، 0.0354، 0.0552 و براي فاكتور شدت تنش مود دو 0.9412، 0.0228، 0.0422 بوده است كه نشان دهنده عملكرد عالي روشهاي يادگيري عميق ميباشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/20
عنوان به انگليسي
Optimizing and prediction of fracture and cracking resistance behavior of asphalt mixtures using machine learning algorithms
تاريخ بهره برداري
9/20/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
علي اخياني
چكيده به لاتين
The durability of asphalt structures has always been regarded as one of the fundamental issues in the field of engineering, since deterioration and the propagation of cracks are among the most significant factors contributing to the reduction of their service life. Therefore, the development of innovative methods for identifying and predicting the behavior of asphalt mixtures is an unavoidable necessity to improve the quality of roadway infrastructure. In this study, with the aim of providing a comprehensive approach to analyzing these behaviors, a unique experimental dataset consisting of 430 data samples along with 5 features was utilized. These data were processed through 12 machine learning algorithms and artificial neural networks, along with their hyperparameter tuning, in order to detect the relationships between material properties and the indices associated with the fracture and resistance of asphalt mixtures. Furthermore, to determine the optimal conditions, multi-objective optimization approaches such as NSGA-II and manual search were applied for detailed analysis of different scenarios, combined with multi-criteria decision-making TOPSIS method , where the relative weight of each parameter in crack stability was precisely evaluated. The findings of the research indicate that the artificial neural network model is the most effective for predicting the output variables. The coefficient of determination, mean absolute error and root mean square error based on cross-validation, respectively, 0.3641, 0.1933, and 0.3877 for fracture energy based on crack mouth opening displacement (CMOD), 0.8744, 0.3417, and 0.5661 for fracture energy based on vertical displacement, 0.9202, 0.0354, and 0.0552 for stress intensity factor mode I and 0.9412, 0.0228, and 0.0422 for stress intensity factor mode II. These results clearly demonstrate the outstanding performance of deep learning methods in capturing the complex fracture behavior of asphalt mixtures.
كليدواژه هاي فارسي
يادگيري ماشين , مخلوط آسفالت , بهينه سازي , يادگيري عميق , تشخيص
كليدواژه هاي لاتين
Machine Learning , Asphalt Mixture , Optimization , Deep Learning , Recognition
Author
Ali Akhiani
SuperVisor
Dr. Mohammad Reza Mohammad Aliha