Εκτίμηση επιφανειακών καθιζήσεων σηράγγων με χρήση τεχνητών νευρωνικών δικτύων

Βλαχογιώργος, Αναστάσιος; Vlachogiorgos, Anastasios

dc.contributor.author	Βλαχογιώργος, Αναστάσιος	el
dc.contributor.author	Vlachogiorgos, Anastasios	en
dc.date.accessioned	2022-05-04T08:05:41Z
dc.date.available	2022-05-04T08:05:41Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55119
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22817
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Επιφανειακές Καθιζήσεις	el
dc.subject	Πρόβλεψη Καθιζήσεων	el
dc.subject	Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα και Γεωτεχνολογία	el
dc.subject	Μηχανική Μάθηση	el
dc.subject	Διάνοιξη Σήραγγας Μετρό	el
dc.subject	Surface Settlements	en
dc.subject	Prediction of Settlements	el
dc.subject	Artificial Neural Networks in Geotechnical Engineering	el
dc.subject	Machine Learning	el
dc.subject	EPB Shield Tunneling	el
dc.title	Εκτίμηση επιφανειακών καθιζήσεων σηράγγων με χρήση τεχνητών νευρωνικών δικτύων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Γεωτεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-02-11
heal.abstract	Το πλήθος των κατασκευαστικών δημόσιων έργων αντικατοπτρίζει την ανάπτυξη ενός σύγχρονου κράτους. Διευκολύνουν τους πολίτες στην καθημερινότητα τους αναβαθμίζοντας το βιοτικό τους επίπεδο. Έτσι λοιπόν, η δημιουργία ενός ικανοποιητικού δικτύου υπόγειων συγκοινωνιών που να καλύπτει τους περισσότερους πολίτες στις μεγάλες πόλεις είναι μείζονος σημασίας. Ωστόσο οι υπόγειες κατασκευαστικές εργασίες διάνοιξης, εκτός από τις δυσκολίες που ενέχουν για να πραγματοποιηθούν, μπορούν να έχουν και αντίκτυπο στο υπόλοιπο περιβάλλον της πόλης. Ο τρόπος επίδρασης αλλά και κυριότερα το μέγεθός του πρέπει να ερμηνευτεί όσο πιο ρεαλιστικά γίνεται με σκοπό να μπορεί να προβλεφθεί αποτελεσματικά και τελικώς να ελεγχθεί και να περιοριστεί. Η όχληση, οι τοπικές δονήσεις, το κλείσιμο της κυκλοφορίας γύρω από σταθμούς που κατασκευάζονται είναι βραχύχρονα προβλήματα τα οποία με την ολοκλήρωση του έργου δεν επηρεάζουν καθόλου τους κατοίκους της περιοχής. Το κυριότερο πρόβλημα μιας υπόγειας εκσκαφής σε αστικό ιστό είναι η εκδήλωση επιφανειακών καθιζήσεων. Οι καθιζήσεις αυτές μπορούν εύκολα να γίνουν καταστροφικές είτε για το δημόσιο δίκτυο (πεζοδρόμια, δρόμοι) είτε για τα παρακείμενα κτήρια-κατασκευές, όπως πεζογέφυρες και μνημεία. Για αυτόν τον λόγο λοιπόν είναι κρίσιμης σημασίας η εκτίμηση των καθιζήσεων και η οριοθέτησή τους εντός ενός πλαισίου αποδεκτών ορίων. Υπάρχουν αρκετές θεωρίες, εμπειρικές αλλά και υπολογιστικές μέθοδοι με τις οποίες γίνεται δυνατή η αξιολόγηση τέτοιων περιπτώσεων. Προφανώς όμως ένα ιδιαίτερα σημαντικό κομμάτι για την αξιολόγηση των μοντέλων αλλά και την βελτίωση των μεθοδολογιών είναι οι συνεχόμενες πραγματικές μετρήσεις. Όπως γίνεται κατανοητό, ιδιαίτερα σε μεθοδολογίες εμπειρικού τύπου, σε ένα μεγάλο βαθμό η πρόβλεψη τους πραγματοποιούνταν μέσω της διαδικασίας δοκιμής και σφάλματος (trial and error) ή οπισθόδρομης ανάλυσης (back analysis). Με την εισαγωγή μεθοδολογιών τεχνητής νοημοσύνης στην γεωτεχνολογία αλλά και με την βελτίωση της απόδοσης της μηχανικής μάθησης η εφαρμογή τέτοιων τεχνικών μπορεί να αποτελέσει ακόμα ένα τρόπο για την αξιόπιστη πρόβλεψη επιφανειακών καθιζήσεων. Σε διανοίξεις σηράγγων που πραγματοποιούνται με μηχανήματα ολομέτωπης κοπής (TBM) το ζήτημα της εκτίμησης των καθιζήσεων είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς ως επί το πλείστον εκτελούνται εντός αστικών περιοχών και εντός ενός γεωτεχνικού περιβάλλοντος το οποίο μάλλον χαρακτηρίζεται από μέτριες έως πτωχές ιδιότητες. Τα σύγχρονα μηχανήματα έχουν τη δυνατότητα ελέγχου της πίεσης μετώπου και μπορούν να αντισταθμίζουν σε ένα βαθμό επικίνδυνες συνθήκες, όμως η γνώση του που ακριβώς θα απαντηθούν κρίσιμες συνθήκες μπορεί να βοηθήσει αποτελεσματικά στο έλεγχό τους αλλά και να εξασφαλίσει τη γρήγορη κατασκευή της σήραγγας, χωρίς προβλήματα και αστοχίες. Ουσιαστικά ένα σύστημα μηχανικής μάθησης μπορεί να δεχθεί μια πληθώρα παραμέτρων ώστε να μπορέσει να τις αξιολογήσει και να μάθει όλες τις κρυμμένες συσχετίσεις που υπάρχουν χωρίς να χρειαστεί να καταφύγει σε συγκεκριμένες σχέσεις ή πολύπλοκες μαθηματικές εκφράσεις. Στην παρούσα Διπλωματική εργασία χρησιμοποιούνται τα Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα (ΤΝΔ) για να εκτιμήσουν καθιζήσεις που σχετίζονται με την λειτουργία του μηχανήματος TBM-EPB κατά την διάνοιξη του μεσοδιαστήματος 5 της επέκτασης της Γραμμής 2 του μετρό Αθηνών προς το Ελληνικό. Στα ΤΝΔ πρόσθιας τροφοδότησης που αναπτύχθηκαν «παρουσιάζονται» παράμετροι εισαγωγής που έχουν να κάνουν με τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του μηχανήματος ταυτόχρονα με δεδομένα που αφορούν στο γεωλογικό και γεωτεκτονικό προφίλ της περιοχής εξέτασης, τα οποία συνοδεύονται από τις πραγματικές μετρήσεις των επιφανειακών καθιζήσεων της περιοχής. Δημιουργήθηκαν αρκετά ΤΝΔ τα οποία αξιολογήθηκαν ως προς την ικανότητά τους για πρόβλεψη των καθιζήσεων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το εκπαιδευμένο ΤΝΔ μπορεί να δώσει αποκρίσεις αξιόλογου επιπέδου ακρίβειας και μπορεί να αποτελέσει ακόμα ένα εργαλείο που μπορεί να εκτελέσει την εργασία άμεσα και πολύ αποδοτικά.	el
heal.advisorName	Μπενάρδος, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Ζευγώλης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Νομικός, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Μπενάρδος, Ανδρέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	109 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false