عنوان	تعیین ارتباط بین خواص پتروفیزیکی لایه‌های زیرسطحی با بهره‌گیری از الگوریتم‌های فراابتکاری به‌منظور بهینه‌سازی هزینه‌های حفاری اکتشافی
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	پتروفیزیک، الگوریتم‌های فراابتکاری، مدل‌سازی هوشمند، صرفه‌جویی اقتصادی، سرعت موج
چکیده	در پروژه‌های مهندسی ژئوتکنیک و معدن، تخمین دقیق شاخص‌های کیفی توده‌سنگ مانندRMR ، GSIو Q نقش حیاتی در طراحی سازه‌های زیرزمینی، تحلیل پایداری شیب‌ها و برنامه‌ریزی حفاری دارد. با این حال، تعیین این شاخص‌ها به روش‌های سنتی بسیار زمان‌بر، پرهزینه و وابسته به داده‌های میدانی دشوار است. هدف این تحقیق، توسعه مدل‌های ریاضی بهینه برای تخمین سه شاخص مذکور بر اساس پارامترهای پتروفیزیکی و مکانیکی توده‌سنگ با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند است. در این راستا، ابتدا ۲۰ پارامتر ورودی شامل ویژگی‌های فیزیکی، مکانیکی، دینامیکی و هیدروژئولوژیکی توده‌سنگ شناسایی شد. سپس با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی، ۵ پارامتر مؤثر بر هر خروجی، استخراج گردید. برای مدل‌سازی روابط بین این ورودی‌ها و شاخص‌های خروجی، شش الگوریتم فراابتکاری شامل TRR، GA، PSO، SA، و دو مدل ترکیبی PSO-SA و TRR-GA به کار گرفته شد. در مجموع، ۹۰ مدل ریاضی بهینه با فرم‌های تابعی مختلف (خطی، توانی، لگاریتمی، نمایی و چندجمله‌ای درجه دو) توسعه یافت که دقیق‌ترین مدل‌ها بر اساس شاخص‌های آماری شامل R²، RMSE، MSE، MAPE و MARE انتخاب شدند. مدل‌های پیشنهادی با استفاده از داده‌های نادیده و روش اعتبارسنجی متقاطع ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که مدل‌های ترکیبی، به‌ویژه TRR-GA، در پیش‌بینی هر سه شاخص دقت بالاتری نسبت به مدل‌های منفرد دارند. همچنین، استفاده از منحنی RECو شاخص‌های مکمل مانند A20، IOA و IOS مؤید پایداری و دقت بالای مدل‌های توسعه‌داده‌شده بود. در اغلب موارد، روابط چندجمله‌ای درجه دوم به‌عنوان بهترین فرم تابعی شناخته شدند که از منظر مکانیکی نیز با رفتار غیرخطی و پیچیده توده‌سنگ‌ها هم‌خوانی دارد. در گام پایانی، با هدف ارزیابی عملی مدل‌ها، تحلیل اقتصادی جامعی انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از پارامترهای ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر مانند سرعت امواج فشاری و برشی، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و RQD، می‌تواند به کاهش چشمگیر هزینه‌های تعیین شاخص‌های RMR، GSI و Q منجر شود. به‌عنوان مثال، استفاده از Vp برای تخمین Q، صرفه‌جویی اقتصادی معادل ۹۰/9 درصد نسبت به روش‌های سنتی به همراه داشت. در مجموع، این تحقیق با ارائه مجموعه‌ای از روابط بهینه و کاربردی، روشی هوشمند، سریع و اقتصادی برای تخمین شاخص‌های ژئومکانیکی توده‌سنگ فراهم نموده و می‌تواند در پروژه‌های معدنی و عمرانی با داده‌های محدود به‌عنوان جایگزینی مناسب برای روش‌های کلاسیک مورد استفاده قرار گیرد.
پژوهشگران	محمد رضائی (استاد راهنما)، فرنوش حاجی زاده (استاد راهنما)، پویا کوره‌داودی (دانشجو)