Search results: Found 5

 Listing 1 - 5 of 5 Sort by Relevance Year-Descending Year-Ascending

Article
The Effect Of Cutoff Wall Angle On Seepage Under Dams

Author: Zainal, Abdul Kareem Esmat
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2011 Volume: 17 Issue: 5 Pages: 1109-1131

Abstract

Flow of water under concrete dams generates uplift pressure under the dam, which may cause the dam to function improperly, in addition to the exit gradient that may cause piping if exceeded a safe value.Cutoff walls usually used to minimize the effect of flow under dams. It is required to 1)minimize the flow quantity to conserve water in the reservoir, it is also required to 2)minimize the uplift pressure under the dam to maintain stability of the dam, and it is required to 3) minimize the exit gradient to prevent quick condition to occur at the toe of the dam where piping may occur and may cause erosion of the soil.Varying the angle of cutoff walls affects its influence on the factors aforementioned that are required to be minimized.In this paper, the cutoff wall angle was varied from 0 to 180 using GeoStudio 2007 SEEP/W computer program, and the variations of the three factors were studied and analyzed.The results shows that the best angle to minimize the water flow is about 60, the best angle to minimize the uplift pressure was about 120 to 135, and the best angle to minimize the exit gradient was about 45 to 75.The case where two cutoff walls were used one with angle 60, the other with an angle 120 were investigated. The results indicated where the minimum values for all factors may be obtained.

ان عملية جريان الماء تحت السدود الخرسانية تولد ضغط للمياه تحت السد، ومن الممكن لهذا الضغط ان يقلل من الاداء الصحيح للسد، اضافة الى ما يسببه انحدار الخروج من جرف للتربة في نهاية السد اذا ما زادت عن حدها المسموح به.لذا تستخدم الجدران القاطعة للتقليل من تاثيرات جريان المياه تحت السد. حيث انه من المطلوب 1) تقليل كمية المياه التي تجري تحت السد وذلك للمحافظة على كمية المياه في الخزان امام السد، كذلك من المطلوب 2) تقليل ضغط المياه تحت السد للمحافظة على استقرارية السد، اضافة الى 3) تقليل انحدار الخروج لتفادي حصول حالة انجراف التربة في نهاية السد. ان تغيير زاوية انشاء الجدار القاطع له تاثير على العوامل التي تم ذكرها بشكل مباشر والتي من المطلوب تقليلها.في هذا البحث، تمت دراسة تاثير تغيير زاوية الجدار القاطع من 0 حتى 180 درجة باستعمال برنامج حاسوبي متخصص GeoStudio 2007 SEEP/W)) وتم تحليل نتائج تغير الزاوية على العوامل المذكورة.اسفرت النتائج عن تقليل جريان المياه الى اقل ما يمكن بزاوية 60 درجة وتقليل ضغط المياه اقل ما يمكن تحت السد بزاوية تتراوح بين 120 حتى 135 درجة وتقليل انحدار الخروج اقل ما يمكن بزاوية تتراوح بين 45 حتى 75 درجة.تمت تحليل حالة وجود جدارين قاطعين الاول بزاوية 60 درجة والثاني بزاوية 120درجة. اسفرت النتائج عن الحصول على اقل قيم ممكنة للعوامل المدروسة جميعا

Article
Effect of Intermediate Sheet Piles in Non-Homogenous Soil on Seepage Properties under Hydraulic Structure using SEEP/W Program

Author: Asmaa Abdul Jabbar Jamel
Journal: Tikrit Journal of Engineering Sciences مجلة تكريت للعلوم الهندسية ISSN: 1813162X 23127589 Year: 2016 Volume: 23 Issue: 3 Pages: 79-90
Publisher: Tikrit University جامعة تكريت

Abstract

The seepage through a permeable soil under hydraulic structure exerts uplift pressure and may carry soil particles there by leads to piping. This paper concerns to study the effect of using intermediate sheet pile under the apron of hydraulic structure besides the upstream and downstream piles rest on non-homogeneous soil layer. This configuration aim to show how it affect the uplift pressure, exit gradient and seepage discharge at toe of hydraulic structure by using computer program SEEP/W Package. From the software test carried out two cases, first case using two sheet pile one at the upstream and the other at the downstream, then compare its results with the second case when the sheet pile at upstream, downstream and intermediate pile introduced. Also for each run the quantity of uplift pressure, exit gradient and discharge at toe of hydraulic structure were determined to develop an empirical equations. Also, the results have been verify with artificial neural network (ANN), this verification shown good agreement between them.

Article
The Effect of Cutoffs on the Uplift Pressure Beneath the Hydraulic Structures Floor
تأثير الحواجب القاطعة على ضغط الاصعاد تحت أرضية المنشآت الهيدروليكية

Abstract

The use of cutoffs underneath the hydraulic structures is considered a safe solution to ensure the stability of hydraulic structure against uplift pressure and piping phenomenon in addition to the sliding and overturning forces of the water. These cutoffs are used at critical sections underneath the floor of hydraulic structure to substitute with their depths the horizontal lengths of the creep line of the hydraulic structure base. In this paper, the experimental method- by using electrical analogue model- was carried out to plot the flow net and study the efficiency of the front and rear faces of the cutoffs for dissipating the potential energy of the percolating water underneath the floor of hydraulic structure. An electrical analogue model which was used in this study consists of twenty five models with different depths of upstream and downstream cutoffs. After plotting the flow net for all models, it is concluded that the efficiency of the inner sides are less than that of the outer sides which were investigated before in this topic of this work that both faces reduction values in the uplift pressure are considered the same, where the efficiency of the outer face of upstream cutoff is (70.35) % and for the inner face is (29.64)%, while for the downstream cutoff the efficiency for the outer face is (76.21)% and for the inner face is (23.79)% .

إن استخدام الحواجب القاطعة تحت المنشآت الهيدروليكية يعتبر الحل السليم لضمان استقرارية المنشأ الهيدروليكي تجاه ظاهرة ضغط الاصعاد وحدوث ظاهرة الجريان الانبوبي بالإضافة الى قوى الانزلاق والانقلاب للمياه.ان هذه الحواجب تستخدم في المقاطع الحرجة تحت أرضية المنشأ الهيدروليكي وذلك بتأثير عمقها للتعويض عن النقص الحاصل في تأثير خط الزحف تحت قاعدة المنشأ الهيدروليكي. في هذا البحث استخدمت نمذجة التشابه الكهربائي لرسم شبكة الجريان ودراسة كفاءة وجهي هذه الحواجب في مقدم ومؤخر المنشأ في تشتيت طاقة المياه الكامنة عند تسربه تحت المنشآت الهيدروليكية. لقد تم استخدام نموذج التشابه الكهربائي في هذه الدراسة وقد تضمنت (25) لأعماق مختلفة من الحواجب في المقدم المؤخر. وبعد رسم شبكة الجريان لجميع النماذج فقد تم استنتاج ان كفاءة الأوجه الداخلية للحواجب أقل من الأوجه الخارجية وليس كما ورد التوصل اليه سابقاً في هذا المجال من ان قيم اختزال ضغط الاصعاد تعتبر متساوية على كلا الوجهين, حيث ان كفاءة الوجه الخارجي للحاجب في مقدم المنشأ هي (70.35)% وللوجه الداخلي (29.64)% . أما للحاجب في مؤخر المنشأ فكفاءة الوجه الخارجي (76.21) %, وللوجه الداخلي (23.79) %

Keywords

Article
Optimal Dimensions of Small Hydraulic Structure Cutoffs Using Coupled Genetic Algorithm and ANN Model
الأبعاد المثالية لحواجب منشأ هيدروليكي صغير بأستخدام مدمج خوارزميةً وراثيةً ونموذجَ شبكة عصبية اصطناعية

Authors: Rafa Hashim Al-Suhaili رافع هاشم السهيلي --- Rizgar Ahmed Karim رزكار أحمد كريم
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2014 Volume: 20 Issue: 2 Pages: 1-19

Abstract

A genetic algorithm model coupled with artificial neural network model was developed to find the optimal values of upstream, downstream cutoff lengths, length of floor and length of downstream protection required for a hydraulic structure. These were obtained for a given maximum difference head, depth of impervious layer and degree of anisotropy. The objective function to be minimized was the cost function with relative cost coefficients for the different dimensions obtained. Constraints used were those that satisfy a factor of safety of 2 against uplift pressure failure and 3 against piping failure.Different cases reaching 1200 were modeled and analyzed using geo-studio modeling, with different values of input variables. The soil was considered homogeneous anisotropic. For each case, the length of protection (L) and the volume of the superstructure (V) required to satisfy the factors of safety mentioned above were calculated. These data were used to obtain an artificial neural network model for estimating (L) and (V) for a given length of upstream cutoff (S1), length of downstream cutoff (S2), head difference (H), length of floor (B), depth of impervious layer (D) and degree of anisotropy (kx/ky). A MatLAB code was written to perform a genetic algorithm optimization modeling using the obtained ANN model .The obtained optimum solution for some selected cases were compared with the Geo-studio modeling to find the length of protection required in the downstream side and volume required for superstructure. Values estimated were found comparable to the obtained values from the Genetic Algorithm model.

تم في هذا البحث بناء نموذج الأمثلية باستخدام تقنية جينات الوراثبة و تقنية الشبكات العصبية الصناعية لايجاد الأبعاد المثلى للقواطع الاساس في كل من المقدم و المؤخر و كذلك طول الارضية الاساس و طول الحماية المطلوبة في المؤخر في المنشات الهيدروليكية. تم ايجاد هذه الابعاد لقيم معطات لكل من اعلى فرق للشحنة بين مقدم و مؤخر المنشاء, و لعمق طبقة صماء و درجة التباين في قيم خواص التربة مع الاتجاه. دالة الهدف التي تم ايجاد القيم الصغرى لها هي دالة الكلفة بمعاملات كلفة نسبية. اما المحددات المستخدمة في النموذج فهي معاملات الامان ضد ضغط الاصعاد و غليان التربة بقيم 2, 3 على التوالي.تم نمذجة عدة حالات وصل الى 1200حالة باستخدام برنامج Geo-studio. في هذه النمذجة تم اعتبار التربة متجانسة و ذات تباين مع الاتجاه. لكل حالة تم حساب طول الحماية L و حجم المنشاء V المطلوبة لتحقيق معاملات الامان المشار اليها أعلاه. تم استخدام البيانات الخاصة بالحالات اعلاه لبناء نموذج شبكات العصبية لحساب L و V لقيم معطات من عمق القاطع في المقدم (S1), عمق القاطع في المؤخر(S2) و فرق الشحنة بين المقدم و المؤخر(H), طول الارضية (B), عمق طبقة الصماء (D)و درجة التباين (kx/ky) مع الاتجاه في خواص التربة.تم كتابة برنامج Matlab لنموذج الجينات الوراثية يستخدم نموذج شبكات العصبية المشار اليه اعلاه. باستخدام هذا النموذج تم ايجاد الحل الامثل لبعض الحالات المختارة و تم مقارنتها بالنتائج المناظرة التي تم الحصول عليها باستخدام برنامج Geo-studio كانت نتائج النموذجين متقاربة.

Keywords

Article
Optimum Dimensions of Hydraulic Structures and Foundation Using Genetic Algorithm coupled with Artificial Neural Network
الأبعاد المثلى لتراكيب الحماية ولأرضية منشأت هيدروليكية بأستخدام مدمج خوارزمية جينية ونموذج شبكة عصبية اصطناعية

Authors: May Samir Saleh مي سمير صالح --- Dheyaa W. Abbood . ضياء واجد عبود --- Rafa H. AL-Suhaili رافع هاشم شاكر السهيلي
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2017 Volume: 23 Issue: 9 Pages: 1-22

Abstract

A model using the artificial neural networks and genetic algorithm technique is developed for obtaining optimum dimensions of the foundation length and protections of small hydraulic structures. The procedure involves optimizing an objective function comprising a weighted summation of the state variables. The decision variables considered in the optimization are the upstream and downstream cutoffs lengths and their angles of inclination, the foundation length, and the length of the downstream soil protection. These were obtained for a given maximum difference in head, depth of impervious layer and degree of anisotropy. The optimization carried out is subjected to constraints that ensure a safe structure against the uplift pressure force and sufficient protection length at the downstream side of the structure to overcome an excessive exit gradient. The Geo-studio software was used to analyze 1200 different cases. For each case the length of protection (L) and volume of structure (V) required to satisfy the safety factors mentioned previously were estimated for the input values, namely, the upstream cutoff depth (S1), the downstream cutoff depth (S2), the foundation width (B), the angle of inclination of the upstream cutoff (Ɵ1) and the angle of inclination of the downstream cutoff (Ɵ2), H (difference head), kr (degree of anisotropy) and D (depth of impervious layer). An ANN model was developed and verified using these cases input-output sets as its data base. A MatLAB code was written to perform a genetic algorithm optimization modeling coupled with this ANN model using a formulated optimization model. A sensitivity analysis was done for selecting the cross-over probability, the mutation probability and level, the number of population, the position of the crossover and the weights distribution for all the terms of the objective function. Results indicate that the most factors that affects the optimum solution is the number of population required. The minimum value that gives stable global optimum solution of this parameter is (30000) while other variables have little effect on the optimum solution.

تناول هذا البحث بناء نموذج الامثلية بأستخدام برنامج الماثلاب الذي استخدم لتطبيق تقنية الجينات الوراثية وتقنية الشبكات العصبية الصناعية للوصول الى التصميم الامثل لأساس منشأ هيدروليكي صغير. هذا النموذج تم بناءه لايجاد الأبعاد المثلى للقواطع الاساس في كل من المقدم و المؤخر وكذلك ايجاد ميلان تلك الركائز وطول الارضية الاساس و طول الحماية المطلوبة في المؤخر في المنشات الهيدروليكية. تم ايجاد هذه الابعاد لقيم معطات لكل من اعلى فرق للشحنة بين مقدم و مؤخر المنشأ, و لعمق الطبقة الصماء و درجة التباين في قيم خواص التربة مع الاتجاه. دالة الهدف التي تم ايجاد القيم الصغرى لها هي دالة الكلفة بمعاملات كلفة نسبية. اما المحددات المستخدمة في النموذج فهي معاملات الامان ضد ضغط الرفع و غليان التربة. تم نمذجة عدة حالات تحديدا 1200حالة باستخدام برنامج Geo-studio. في هذه النمذجة تم اعتبار التربة متجانسة و ذات تباين مع الاتجاه. لكل حالة تم حساب طول الحماية L و حجم المنشاء V المطلوبة لتحقيق معاملات الامان المشار اليها أعلاه. تم استخدام البيانات الخاصة بالحالات اعلاه لبناء نموذج شبكات العصبية لحساب L و V لقيم معطات من عمق القاطع في المقدم (S1), عمق القاطع في المؤخر(S2) ، ميل القاطع في المقدم (Ɵ1)، عمق القاطع في المؤخر (Ɵ2)، فرق الشحنة بين المقدم و المؤخر(H), طول الارضية (B), عمق طبقة الصماء (D)و درجة التباين (kx/ky) مع الاتجاه في خواص التربة.تم كتابة برنامج Matlab لنموذج الجينات الوراثية يستخدم نموذج شبكات العصبية المشار اليه اعلاه. باستخدام هذا النموذج تم ايجاد الحل الامثل لبعض الحالات المختارة و تم مقارنتها بالنتائج المناضرة التي تم الحصول عليها باستخدام برنامج Geo-studio كانت نتائج النموذجين متقاربة.تم اختبار حساسية التحليل لمعدل الانتقال(pc) ، معامل الطفرة(pm) ، مستوى الطفرة(ML) ، حجم السكان المولد (np)، موقع الـ(cross overing) ومعاملات الكلفة النسبية لدالة الكلفة. بينت النتائج بأن حجم السكان المولد (np) من اهم معاملات نماذج الموروثة الجينية والتي تؤثر على القيمة المثلى للمتغيرات المذكورة سابقا. وقد وجد بأن حجم السكان المولد (np) الذي يعطي الحل المستقر ليس اقل من (30000).

Keywords
 Listing 1 - 5 of 5 Sort by Relevance Year-Descending Year-Ascending

Resource type

article (5)

Language

English (5)

Year
 From To

2018 (1)

2017 (1)

2016 (1)

2014 (1)

2011 (1)