دانلود مقاله طراحی یک سیستم جامع و کامل برای ویژگیهای خاک اشباع نشده

چکیده مطالب
منحنی ویژگی‌های آب و خاک (swcc) عملکرد خاک در ارتباط به محتوای آبی در خاک برای مکیدن خاک است بسیاری از ویژگیهای خاک می‌توانند با محتوای آبی در برابر روابط مکشی خاک ارتباط داشته باشند. رسانایی هیدرولیک قدرت لایه‌های تعرق مواد شیمیایی، جذب مواد شیمیایی، محتوای آب غیر مجهز، گرمای خاص رسانایی حرارتی و تغییرات حجمی همراه عملکرد منحنی هستند. قضاوت درست باید در راستای توصیف ارتباط بین عملیات خاک باشد قوانین قضاوت توسط سیستم جامعی بر اساس مشاهدات و روابط تجربی در بین ویژگی‌های خاک، تقویت می‌شود. یک سیستم مهم در طی سیستم کنترل پایگاه داده‌ها بهعنوان برنامه پایگاه داده ای Microsoft Access توسعه یافت. که باعث ارائه محیط مناسبی برای ترکیب مستقیم و پایگاه داده‌ها و دانش کاربری شود این سیستم یک منحنی مخصوص آب و خاک را به همراه دیگر ویژگی‌های خاک با استفاده از داده‌های طبقه بندی خاک مثل توزیع اندازه دانه، چگالی و جاذبه، ارائه می‌دهد و تمام ویژگیهای خاک پیچیده را در طی کاهش هزینه‌ها و زمان مورد بررسی قرار می‌دهد.

مقدمه
نظر به هدایت کننده رفتار خاک اشباع نشده چندین سال در دسترس بوده و فشار داده شده که منحنی ویژگی آب وخاک، ارتباط اصلی در توصیف رفتار خاک اشباع نشده است. تحقیقات نشان داده‌اند که ارتباطات تجربی برای توصیف عملیات مربوط به این منحنی استفاده می‌شوند. این ارتباطات برای پیش بینی رفتار خاک در موارد زیر به کار می‌رود. قابلیت نفوذ، قدرت لایه‌ها، ویژگی‌های حرارتی، تعرق و جذب. اصول رفتار خاک اشباع نشده در این سیستم جامع اطلاعاتی وجود دارد. ویژگی‌های کلی خاک در قالب اطلاعات اولیه نهفته است. ویژگی ای بعدی در قالبی با ارتباطات مربوط به قالب اصلی خاک است. متخصصین در زمینه تحقیق روی انتشارات فعلی، باید ارزش کافی برخوردار باشند. اطلاعات خاکی برای پایگاه داده‌های خاک را می‌توان از چندین منبع با حدود 6000 خاک در پایگاه بدست آورد.

تعریف مشخص
مکانیک خاک کلاسیک روی انواع مختلف خاک تکیه دارد، کتب این انواع خاک را به صورت کاملا خشک یا در شرایط کاملا اشباع شده بررسی کردند. اخیرا نشان داده شده که باید به خاک‌هایی توجه کرد که در رسته‌ها و طبقه بندی‌های مشترک نیستند. نسبت بزرگی از این خاک‌ها به خاک‌های اشباع نشده تقسیم می‌شوند. که به خاطر پیچیدگی رفتار، مطلوب نیستند و شامل پیش از دو فاز بوده و قوانین طبیعی هدایت گرفتار آن متغیر هستند. مورد اصلی در رفتار خاک اشباع نشده، ارتباط بین هوا و خاک در خاک اشباع نشده است. این ارتباط همان SWCC است. مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که بین این منحنی و ویژگی‌های خاک اشباع نشده ارتباط برقرار است. ویژگی‌هایی مثل رسانایی هیدرولیک، قدرت لایه‌ها، فرض محتوای آب غیر منجمد ، گرمای خاص، رسانایی حرارتی، تعرق و جذب، با swcc مربوط است. تا الان روش ترکیب ویژگی‌های خاک اشباع نشده در یک سیستم وجود نداشته است. سیستم اطلاعات راهی برای پیوند ویژگی‌های پیچیده برای توصیف رفتار خاک اشباع نشده ارائه می‌دهد.

منحنی ویژگی‌های آب به خاک (swcc).
Swcc، که منحنی رطوبت یا غیر اشباع بودن خاک است یک عملکرد سیگیوئیدی مداوم برای نشان دادن ظرفیت و ذخیره آب خاک می‌باشد. این همان ارتباط بین محتوای حجمی آب‌ها و حالت فشاری (va-vw) است. swcc ابزاری برای اشتقاق و پیوند رفتارهای خاک مثل قابلیت نفوذ، قدرت لایه‌ها و تغییر حجم است و اساس رفتارهای مهندسی خاک غیر اشباع است. swcc ابزاری برای ارتباط ویژگی‌های خاک با هم و کنترل وضعیتی ارائه می‌دهد که که در آن رفتار مهندسی محاسبه می‌شود. این امر برای الگو برداری پیش از یک جنبه از رفتار خاک در یک تحقیق، مهم است. swcc حاوی سر مثبت مهم اطلاعات است توزیع اندازه قطب، میزان آب موجود در قطب در هر کنش و حالت فشاری خاک و آب و خاک SWcc دارای سه مرحله است که روند منحنی اشباع بدون خاک را نشان می‌دهد این موارد در قسمت زیر آمده اند.
1-ناحیه اشباع مویین که در آن قطب در فشار است ولی به خاطر نیروهای مویین، اشباع می‌ماند. در این مرحله در حجم ورودی آب تمام می‌شود که در آنجا عمل مکش بز نیروهای آب مویین در خاک فائق شده و آب وارد قطب‌های خاک می‌شود.
2-ناحیه غیر اشباع که در آن در ذرات جذب می‌شود و به شکل بخار جریان می‌یابد. در اینجا مکش اهمیت فیزیکی خود را از دست می‌دهد در عوض شرایطی برای انرژی لازم جهت کنار گذاشتن یک واحد آب از انبوه خاک به وجود می‌آید این مرحله در خشکی روی اجاق تمام می‌شود. وقتی خاک تا 150 گرم می‌شود به مکش 1*106kpa می‌رسد و محتوای آب آن صفر می‌شود این نقطه برای تمام خاک‌ها نقطه عطف است هر نیرویی که از آن بدست نیامده است از نظر شیمیایی با خاک پیوند دارد به توجه به رفتار مهندس مهم نیست.
Swcc یک ویژگی خاک است که برای مشتق شدن عملیات خاک و ارائه مرجعی برای حالت فشاری هم کار برد که از آن مرجع، ویژگیها محاسبه می‌شوند.یعنی تضمین می‌شود که هر ویژگی خاک در یک حالت مشابه محاسبه می‌شود.
روش‌های کسب swcc روش‌های بسیاری در یک سیستم جامع برای کسب swcc در یک خاک وجود دارد روش به کار رفته باید از طریق استفاده برای روشی باشد که swcc آن با دقت طراحی شده است به خاطر هزینه بالای تعیین swcc و تجهیزات آزمایشگاهی و زمان لازم برای کار، روش‌های جایگزین مطلوب است این سیستم سه روش در تعیین swcc میدهد. اولی حاوی بررسی جایگاه داده‌ها برای خاکی با ویژگی‌ها یا؟ به این که swcc مشابهی دارد. دوم این سیستم با ا؟ مناسب برای ویژگی‌های خاک می‌دهد روش سوم این است که بین توزیع اندازه دانه‌ها و swcc ارتباط برقرار است این روش باعث پیش بینی swcc از توزیع اندازه خاک می‌شود روش نهایی برای کسب swcc به اطمینان کاربرد در هر روش مربوط است.

پیش بینی ویژگی‌های خاک غیر اشباع بر اساس swcc
بررسی‌های آزمایشگاهی نشان داده که ارتباط بین منحنی و ؟ غیر اشباع خاک وجود دارد برای تاکید این قسمت رو نوشتاری برای تعیین روش‌های پیش بینی انجام شده است تحقیقات زیادی در پیش بینی ویژگی‌های خاک غیر اشباع انجام شده است پیش بینی ای هماهنگ با مستقیم، بر اساس معیارهای زیر انتخاب شده است، اول روش پیش بینی باید دارای اساس نظر درستی باشد. پیش بینی آماری لازم نیستند و روش‌های پیش بینی در صورت قابل قبول هستند که در رفتار خاک بررسی می‌شوند. دوم روش‌های پیش بینی دقیق باید ارائه شود.

جمع آوری اطلاعات:
مهمترین فرآنید در سیستم‌های مبتنی بر اطلاعات، جمع آوری اطلاعات، است چگونگی و محل جمع آوری اطلاعات ارزش سیستم را تعیین می‌کند. اطلاعات مورد استفاده در این مقاله از سه منبع جمع آوری شده‌اند با متخصصین خاکهای اشباع نشده جهت بدست آوردن روشهای معمول در این زمینه مصاحبه شدند. برای دیتابسی سیستم اطلاعات منحنی، ویژگیهای آب و خاک مورد نیاز بودند در آخر، برای تعیین مهمترین عامل در مورد خاکهای اشباع نشده. نرم افزار کامپیوتری این زمینه مورد مطالعه دوباره قرار گرفتند این اطلاعات برای رسیدن به توابع توضیح دهنده ویژگیهای خاک اشباع نشده باهم ترکیب شدند. مصاحبه با متخصصین: اطلاعات بسیاری در مورد خاکهای اشباع نشده تنها از طریق نقب زدن در اذهان اشخاصی که به تحقیق در این زمینه مشغول هستند. بدست می‌آید نبودن متون- نوشته شده در مورد تکنیکهای جدید اعتماد کردن به تجربه‌های دیگران در این زمینه را لازم می‌دارد. D.G Frediund و G.W Wilson نکات و راهنماییهایی را در مورد طراحی و روش نمایش اطلاعات در سیستم تهیه کردند. تحقیق انجام شده. توسط D.G.F در تئوری فیزیکی چگونگی رفتار خاک اشباع شده پایه‌های توسعه سیستم را بنا نهاده است از زمانی که swcc برای سیستم حالت مرکزی دارد توصیه‌های D.G.F نیز مورد نمایش و اجراء دریافت شده است
اطلاعات اجرا ویژگیهای دما در سیستم توسط G.W.W و. کالج SLB تهیه شدند که رفتار خاک تهیه شدند که رفتار خاک اشباع نشده را در محیطهای درارای حمل و نقل آلوده توضیح می‌دهند. به WR نیز برای تامین داده در تعیین روشهایی برای پیش بینی هدایت هیدرولیک اشباع شده، باید توجه شود. نکات ذکر شده توسط متخصصین مبناهایی را برای طراحی سیستم به خوبی قوانین hevristic که در مورد خاک اشباع نشده مورد استفاده قرار گرفتند، ارائه داده است

تحقیق در نوشته‌های حاضر:
منابع و نوشته‌های بسیاری برای تعیین بهترین روش تخمین برای استفاده در سییستم اطلاعات مورد بررسی قرار گرفتند. روش‌های تخمین مورد استفاده در سیستم اطلاعات مورد بررسی قرار گرفتند. روش‌های تخمین مورد استفاده در سیستم اطلاعات در جدول I خلاصله شده اند.جمع آوری پایگاههای داده موجود: نقطه شروع در توسعه سیستمهای مبتنی بر اطلاعات داده‌هایی تجربی موجود بودند. وقتی یک پایگاه داده خاک جمع آوری می‌شود محاسبات آماری جهت چک کردن اعتبار تخمینهای تئوری به خوبی تهیه تخمینی برای منطقی بودن ویژگیهای خاک موجود، انجام می‌شود اطلاعات خاک پیوسته به سیستم افزوده می‌شوند، اما، اطلاعات خاک پیوسته به سیستم افزوده می‌شدند. اما اطلاعات و داده‌های اصلی از چهار منبع اصلی بدست می‌آمدند. صدها تحقیق منتشر شده حاوی swcc‌ها، مورد بررسی قرار می‌گرفتند و بوسیله همکاری چند نوسینده به پایگاه داده 200 خاک افزوده و یا ترکیب شدند. R.D.W از USDA، اطلاعات خاک برای 770 نوع خاک حاوی (اندزه دانه) تجربی، تجربی، هیدیت هیدرولیک و SWCC توسط F.L از USDA نوشته شد. به طور خلاصه، پایگاه داده ای به مقدار بالغ بر 6000 نوع خاک از سراسر دنیا بدست آمد.

مطالعه فرآیند‌های مدل سازی کامپیوتر موجود:
توابع ورودی مورد نیاز در 5 برنامه که در زیر لیست شده‌اند بعنوان معیار توابع خاکی که از همه انوع بیشتر در مدلینگ خاک اشباع نشده مورد استفاده دارند، استفاده شدند. برنامه‌های مدلینگ خاک اشباع نشده مورد استفاده دارند، برنامه‌های مدلینگ SEEPAGE برای خاک اشباع نشده عموما به منحنی ویژگیهای خاک –آب نیاز دارند. انی منحنی‌های به دو روش اصلی از سیستم اطلاعات قابل حصول است. این منحی‌ها تئوری تخمین زده شوند یا از طریق داده‌های تجربی در مورد خاکهای مشابه حاصل شوند. TEMP/W تحلیل دمای زوج نشده را برای خاک انجام می‌دهد و بنابراین نیاز به توابع وصف کننده هدایتا گرمایی و ظرفیت گرمای ویژه دارند.SOILCOVER یک نرم افزار المان محدود، یک بعدی و کوپل شده است که تغییرات مرزی پیوسته را در سطح اشباع نشده مدل می‌کند این نرم افزار به منحنی‌های ویژگی وصف کننده محتوای آب حجمی، هدایت هیدرولیک، هدایت گرمایی، ظرفیت گرمای ویژه و محتوای آب یخ نزده نیاز دارد برای ارضاع نیازه‌های این برنامه، سیستم اطلاعات برای تامین توابع نشان دهنده SWCC، هدایت هیدرولیک در مقابل suction، هدایت گرمایی در مقابل suction، ظرفیت گرمایی ویژه در مقابل suction و محتوای آب یخ نزده در مقابل درجه‌های زیر یخ زدن، مناسب می‌باشد برنامه SIGMA/W قادر به مدلینگ زوج نشده حالت بحرانی خاک اشباع نشده می‌باشد برای مدل کردن این پدیده، توابع وصف کننده رابطی بین قدرت قیچی خاک اشباع نشده و ساکشن و استرس یا بحران معمولی نیاز است سیستم میتنی بر اطلاعات روش تخمین این موارد را فراهم می‌آورد. برای مدل کردن تغییرات حجمی خاک یا برنامه‌های کامل کوپل شده، سیستم اطلاعات همچنین برای فراهم آوردن توابع وصف کننده تغییرات نرخ طلا در مقابل شاکشن و استرس معمولی، مناسب می‌باشد
برنامه CTRAN/W امکان مدل کردن زوج نشده انتقال آلودگی در خاک اشباع نشده را فراهم می‌آورد. برای مدل کردن انتقال آلودگی، توابع ویژگی توصیف کننده چگونگی تغییر ضرایب پخش و جذب با توجه به سطوح مختلف اشباع مورد نیاز است. تقریب هر کدام از این منحنینها می‌تواتد توسط سیستم مبتنی بر اطلاعات بدست آمده آید. سیستم مبتنی بر اطلاعات یا داده‌ها امکان بدست آوردن توابع ویژگی را برای مدلینگ زوج شده یا زوج نشده در مناطق یا موارد نفوذ، گرمایی، انتقال آلودگی و تغییرات حجم فراهم می‌آورد.

باز نمایی اطلاعات:
سیستم مبتنی بر اطلاعات در دهه گذشته از حد علاقه ساده آکادمیک تا حد تکنولوژیهای سفید توسعه پیدا کرده است.
CARRICO سیستم اطلاعات را به صورت زیر توضیح می‌دهد:
سیستم اطلاعات نرم افزارهایی هستند که اطلاعات و داده‌های سازمان یافته ای در زمینه‌های تخصصی دارند. آنها با استفاده از اطلاعات حاصل از متخصصین قادر به حل مشکلاتی در زمینه خود می‌باشند.
توسعه روشهای بازنمایی اطلاعات، فاز جمع آوری اطلاعات را دنبال می‌کنند با جمع شدن حجم قابل قبولی از اطلاعات، ساختمان و روش بازنمایی برای سیستم اطلاعات می‌تواند شرح داده شود. بازنمایی اطلاعات در شکل یک نمایش داده شده است اطلاعات در قالب فریمها نمایش داده شده اند. هر فریم شامل پایگاه داده اطلاعات تجربی، پایگاه داده اطلاعات تئوری اطلاعات پایه ای شامل قوانین و الگوریتمهای متناسب با آن فریم و رابط کاربری که اجازه نمایش اطلاعات را در قالب جداول، تصاویر و منحنی‌ها می‌دهد.
مثالها در هر فریم در سیستم، فریم اطلاعات خاک اصلی هستند که شامل مدل سطح خاک، توضیحات، روابط جرم و حجم، اصلیت خاک و غیره می‌باشند یا فریم مجاز که اطلاعات مربوط به هدایت هیدرولیک خاک را به همراه الگوریتمها و قوانین منتاسب با این ذخیره می‌کنند. مستقل از فریمهای اطلاعات دو موتور جستجو و جود دارند که دسترسی به اطلاعات مربوط را ممکن می‌سازند. موتور جستجو اصلی به مرحله به مرحله همراه بودن کاربرد در فرمهای مختلف عمل می‌کند در حالیکه موتور جستجوی انگلیسی اجازه سوال کردن را از پایگاه داده فراهم می‌کند مانند: خاکهای با ضریب نفوذ بین 0.25 و 0.3 را پیدا کن.
ویژگیهای خاک در فریمهای جداگانه یا زیر گروههایی که به فریم اصلی لینک داده شده اند، سازماندهی شده اند. روش انجام این کار در شکل 2 نشان داده شده است. در حالیکه شکل I ساختمان تئوری سیستم مبتنی بر اطلاعات را نشان می‌دهد شکل II اجرای فیزیکی سیستم را نمایش می‌دهد.
پوسته پارامتر کاربو سیستم اطلاعات:
هنگامی که یک ساختمان KBS تعیین شد، یک رابط کاربر یا محیط برنامه نویسی برای ساختمان سیستم نیاز بود. مثل (SHELL() پایگاه داده رابطه ای توسط سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه ای نرم افزار Accesss محصول شرکت Microsoft فراهم شد و این برنامه بعنوان محیط انتخاب شد. سیستم پایگاه داده دستکاری حجم زیادی از اطلاعات را انجام می‌دهد که زمان زیادی را برای کد کردن سیستم اطلاعات بکار می‌برد.این سیستم حداقل به یک رایانه شخصی 486با 8 مگابایت ram نیاز دارد. در حالیکه سیستم پیشنهادی به یک کامپیوتر پنتیوم با حداقل 16 مگابایت RAM نیاز دارد. برای نصب کردن برنامه به حداقل 20 مگابایت فضای‌هارد دیسک نیاز است. تصویر صفحه گزینش برنامه در شکل III نشان داده شده است.
سیستم‌های مبتنی بر اطلاعات معمولا حاوی موتور تصمیم گیرنده یا استنتاج کننده ای هستند که امکان برقرار کردن ارتباط با کاربر را فراهم می‌آورد. با توجه به مسایل همچون عدم قطعیت برنامه و غیره، نرم افزار چندین تصمیم را دیکته می‌کند. موتور نتیجه گیری بر پایه پارامتر به خاطر کاهش ابهام انتخاب شد همچنین، موتور نتیجه گیری به دستکاری تخمینهای آماری محدود شده است. فریم اصلی اطلاعات خاک به خاطر شباهت آشنایی و سازگاری زمینه‌های مورد استفاده برای کلاسه بندی کردن خاک با پایگاه داده USDA هماهنگ شدند. شکل 4 متن توصیف کننده مورد استفاده قرار گرفته در کلاسه بندی کردن خاک را نشان می‌دهد. ویژگیهای جرم –حجم و اندازه دانه نیز معمولا برای کلاسه بندی کردن مورد استفاده قرار می‌گیرند و در شکل 5 نمایش داده شده اند. ویژگیهای دیگری که ذخیره می‌شوند عبارتند از: شیمی آب، .ویژگیهای منشا خاک، اطلاعات انتشار و موقیعت جغرافیایی خاک (کشور، منطقه) قسمت منشا خاک اطلاعات از قبیل: طول افقی، خانواده، سری خاک را ذخیره می‌کند. فرم اصلی اطلاعات خاک لینک‌هایی را به فرمهای توصیف کننده ویژگیهایی از قبیل SWCC نفوذ پذیری و قدرت قیچی خاک، فراهم می‌آورد. فرمهای معمولی که به فرم اصلی اطلاعات خاک پیوند داده می‌شوند. در بخشهای توضیح داده شده اند. به منظور خلاصه سازی تمام شکها نمایش داده نشده‌اند دیگر فریمهای لینک شده به فریم اصلی: مکمل اطلاعات موجود در فریم اصلی خاک، اطلاعات موجود در دیگر فریمها یی می‌باشد که به فریم اصلی پیوند (لینگ) داده شده اند. اطلاعات به منظور ذخیره سازی بهینه و همچنین به دلیل پیدا کردن دید ادراکی نسبت به ویژگیهای خاک مختلف، در چندین فریم ذخیره می‌شوند اطلاعات فریمهای دیگر (لینک شده به فریم اصلی –مترجم) در زیر لیست شده اند:
جذب- قوام خاک- پخش- محتوای آب حجمی یخ نزده قدرت قیچی یا برش خاک- انقباض یا چروک خوردگی – گرمایی ویژه –ذخیره سازی- توزیع اندازه دانه- SWCC –SWCC جاذبه ای نشت و نفوذ- هدایت گرمایی.
صفحه اول فریم SWCC در شکل 6 قابل مشاهده است این فریم حاوی اطلاعات مربوط به SWCC و همچنین نتایج تجربی و نقاط مختلف نمودارها و منحنی‌ها می‌باشد. رابطه توصیف کننده منحنی نمایش داده شده در شکل7 هنگام بدست آوردن اطلاعات تجربی مناسب منحنی در پایگاه داده ذخیره می‌شود. تمرکز سیستم مبتنی بر اطلاعات بدست آوردن روابط ریاضی ومحاسباتی برای ویژگیهای خاک می‌باشد. این امر باعث وارد شدن روابط و معادلات در بسته‌های نرم افزاری توصیف کننده ویژگیهای خاک اشباع نشده می‌شود. در اولین قدم برای رسیدن به ریاضیات خاک، ابتدا باید منحنی‌های swcc توزیع اندازه دانه و قوام خاک بر روی یک معادله ریاضی جفت شوند. تنها یک رابطه برای جفت کردن منحنی‌های قوام خاک وتوزیع اندازه دانه انتخاب شد. اما برای swcc چندین رابطه استفاده شده است. برای تطبیق دادن این تغییرات 28 معادله و رابطه در این نرم افزار موجود است. برای هر رابطه راه عرضی برای جفت شدن با نتایج تجربی وجود دارد. هنگام جفت شدن یک رابطه بر دمای یک منحنی از آن پس آن رابطه را برای محاسبه ویژگیهای دیگر خاک می‌توان مورد استفاده قرار داد.
فریم قدرت قیچی یا برش: این فریم مثالی از یک فرم پیوند داده شده به فریم اصلی است. صفحه اول که در شکل 8 دیده می‌شود. پارامترهای مرتبط به قدرت برشی یا قیچی خاک حاضر را در خود ذخیره می‌کند. دانستن زاویه موثر سایش یا اصطکاک داخلی و جاذبه مولکولی موثر و swcc تغییر قدرت برش خاک در سطوح مختلف اشباع تخمین زده می‌شود. شکل 9 اطلاعات نقشه‌ها رابطه قدرت برش، نقاط تجربی روی منحنی ونقاط جفت شده روی منحنی را نشان می‌دهد. نتایج در آخر در قابلب نقشه‌ها وشکلهایی دو یا سه بعدی مانند شکل 10 نمایش داده می‌شوند.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 16   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید