ارایه ساختار هندسی بهینه موج‌شکن‌های سکویی شکل‌پذیر بر مبنای هزینه‌های اجرایی (مطالعه موردی: موج‌شکن فراسکو)

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 استادیار گروه عمران دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

ﺗﺎ ﻛﻨﻮن تحقیقات زﻳﺎدی ﺟﻬﺖ طراحی موج‌شکن‌های سکویی شکل‌پذیر صورت گرفته که اکثراً اقدام به بررسی اثر تک تک پارامترها بر پایداری سازه نموده‌اند. بر این اساس ارائه ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ‌ایی ﺟﻬﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪﺳﺎزی ساختار هندسی موج‌شکن سکویی ضروری است. در اﻳﻦ تحقیق ﻳﻚ ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ ﻣﺪون جهت تعیین ساختار هندسی بهینه موج‌شکن‌های سکویی شکل‌پذیر بر مبنای هزینه‌های اجرایی اراﺋﻪ ﮔﺮدید. برای این منظور، ابتدا بر پایه روابط تجربی مطالعات قبلی جهت تعیین عرض فرسایش‌یافته موج‌شکن و همچنین هزینه‌های استخراج سنگ و حمل مصالح از دو معدن جهاد و توسعه، ساختاری جهت تعیین ابعاد بهینه موج‌شکن تدوین گردید. در این ساختار بر مبنای تحلیل حساسیت صورت گرفته، پارامترهای قطر متوسط بلوک سنگی و ارتفاع تراز سکو تا بستر دریا به عنوان متغیرهای تصمیم انتخاب شدند. نتایج حاصل از اجرای ساختار پیشنهادی با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی مبتنی بر جستجوی تصادفی نشان‌دهنده از کاهش قابل توجه هزینه‌های ساخت موج‌شکن نسبت به مقادیر غیربهینه متغیرهای تصمیم می‌باشد. بر پایه مقادیر بهینه حاصله، درصدهای بهینه برداشت از معادن مختلف استخراج مصالح به گونه‌ای که کمترین هزینه حمل و استخراج را دارا باشند، تعیین گردید. نتایج نشان می‌دهد در صورتی که قطر مشخصه سنگدانه‌ها و ارتفاع تراز سکو تا بستر دریا به ترتیب برابر با 82/0 و 9/4 متر باشد، کمترین هزینه حاصل می‌شود. اینرور عرض بهینه فرسایش‌یافته موج‌شکن، معادل 77/17 متر تعیین گردید. همچنین جهت دستیابی به یک طرح اقتصادی بهینه باید مصالح تشکیل‌دهنده موج‌شکن در معادن جهاد و توسعه به ترتیب 37/63 درصد دارای دانه‌بندی 5/2-1 تن و 71/61 درصد دارای دانه‌بندی 5/1-3/0 تن داشته باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimal geometrical design of reshaping berm breakwaters based on minimizing administrative costs (Case Study: Farasakoo Breakwater)

نویسندگان [English]

  • Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari 1
  • Mohammad Navid Moghim 2
1 Assist. Prof., Dept. Of Engineering, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
2 Assist. Professor, Deptartment of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]

So far, many studies have been done to design reshaping berm breakwaters (RBB) that mostly have provided the effect of individual parameter on structure stability. Accordingly, the presentation of systematic optimal geometrical design of RBB is necessary. In this research, a generic program is presented to determine the optimal geometrical structure of RBB based on administrative costs. So, initially, the methodology were proposed to determine the breakwater optimal dimensions based on calculated berm recession from empirical formulae of previous studies and the cost of extraction and transportation of the materials from JAHAD and TOUSEH mines. The nominal diameter of stone blocks and the berm height from sea bed were selected as a decision variable based on sensitivity analysis. The results of implementation of the proposed structure using random search algorithm represent a significant reduction in costs of breakwaters construction compared to non-optimal values of decision variables. Based on the resulting optimal values, were determined the optimal percentages of extraction from miscellaneous mines with lowest extraction and transportation costs. The results indicated that the minimum cost is obtained if the values of nominal diameter of stone blocks and the berm height from sea be are equal to 0.82 and 4.9 meters, respectively. Therefore, the optimal width of berm recession was determined equivalent to 17.77 meters. Also, in order to achieve an optimal economic plan, the breakwaters constituent materials in JAHAD and TOUSEH mines must have 63.37 percentage with gradation of 1-2.5 tons and 61.71 percentage with gradation of 0.3-1.5 tons, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Administrative cost
  • Berm breakwater
  • Berm width
  • Random search
  • Recession