مدل سازی نرخ نفوذ دستگاه تمام مقطع مکانیزه حفر تونل به روش سطح پاسخ

یکی از مسائل حیاتی در تخمین هزینه های ساخت و زمان اجرای پروژه های تونلی، پیش بینی عملکرد ماشین های حفاری مکانیزه تمام مقطع تونل (Tunnel Boring machine, TBM) است. عملکرد TBM بشدت وابسته به میزان نرخ نفوذ دستگاه است. هدف از پژوهش حاضر، بسط مدلی برای تخمین نرخ نفوذ TBM توسط رویکرد سطح پاسخ می باشد. تونل شماره سه کوینز واقع در نیویورک به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده و مدل پیشنهادی با داده های آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توجه به داده های ثبت شده از مشخصات ژئومکانیکی سنگ های در برگیرنده تونل، نرخ نفوذ دستگاه با منظورکردن پارامترهای مقاومت فشاری تک محوره و شاخص تردی سنگ سالم، زاویه ی مابین صفحات ناپیوستگی-گرای حفاری دستگاه و فاصله داری بین صفحات ناپیوستگی ها پیش بینی شده است. نتایج حاصل از مدل مبتنی بر سطح پاسخ با نتایج روش های فرآابتکاری به کار رفته توسط سایر محققین نظیر بهینه سازی اجتماع ذرات، تکامل دیفرانسیلی، جستجوی هارمونیک ترکیبی و بهینه ساز گری ولف بر اساس آزمون های آماری مورد مقایسه قرار گرفت. مقدار ضریب تعیین (R2) در آزمون تخمین - مقدار واقعی برای رویکرد سطح پاسخ برابر با 0/939 به دست آمد، در حالی که بهترین نتیجه برای روش های فرآابتکاری برابر با 0/713 بود. میانگین درصد قدرمطلق خطا برای روش پیشنهادی در تحقیق حاضر برابر با 3/849 بوده و بهترین مقدار برای سایر روش ها مورد بررسی برابر با 8/746 است. در مابقی آزمون های آماری صورت گرفته نیز مدل پیش بینی نرخ نفوذ مبتنی بر روش سطح پاسخ در مقایسه با سایر رویکرد ها بهترین نتیجه را دارا می باشد.