Uma abordagem alternativa à previsão do comportamento cisalhante de descontinuidades rochosas utilizando redes neurais de funções de base radial

An Alternative Approach for Estimating the Shear Behavior of Rock Discontinuities by Using Radial Basis Function Neural Networks

Authors

DOI:

https://doi.org/10.21680/2447-3359.2024v10n2ID35178

Abstract

This paper aims to present predicting models for the shear stress and dilation in rock discontinuities by using artificial neural networks with radial basis functions. These models were developed based on a database obtained from 116 large-scale direct shear tests carried out on different types of discontinuities and boundary conditions. The input variables of the proposed models are the external normal stiffness, the initial normal stress, the roughness of the discontinuity, the uniaxial compressive strength of the intact rock, the thickness and the friction angle of existing infill material, the basic friction angle and the shear displacement imposed on the rock discontinuity. The results have shown that the RBF networks are capable of satisfactorily estimating the shear behavior of rock discontinuities, once coefficients of determination greater than 0.98 were obtained in the training and testing phases. In addition, the performance analyses of the models have shown that they are capable of representing the influence of the input variables on the shear behavior of rock discontinuities. It can therefore be concluded that the models obtained are useful and simple tools for predicting the shear behavior of rock discontinuities.

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Author Biographies

Silvrano Adonias Dantas Neto, Universidade Federal do Ceará

Gradudo em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba (1999), Mestre em Geotecnia pela Universidade de Brasília em 2001 e Doutor em Geotecnia pela Universidade de Brasília em 2004, com pós-doutorado na University of Wollongong, Austrália, entre 2015 e 2016. Atualmente é professor associado da Universidade Federal do Ceará na área de Geotecnia no Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, onde desenvolve pesquisas relacionadas aos seguintes temas: aplicação de redes neurais artificiais em modelagens na engenharia civil, avaliação de risco de estruturas geotécnicas, estabilização de solos com utilização de materiais asfálticos, mecânica das rochas.

Guilherme de Alencar Barreto, Universidade Federal do Ceará

Graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Ceará, mestrado (1998) e doutorado (2003) em Engenharia Elétrica pela Escola de Engenharia de São Carlos/USP (1998), com período de doutorado-sanduíche na Universidade de Bielefeld (Alemanha). É professor associado do Departamento de Engenharia de Teleinformática, Universidade Federal do Ceará. Sua principal área de pesquisa é inteligência computacional e aprendizado de máquinas com aplicações em robótica, identificação e controle de sistemas dinâmicos e reconhecimento de padrões. É membro da Sociedade Brasileira de Inteligência Computacional (SBIC) e também da Sociedade Brasileira de Automática (SBA). É editor-chefe do periódico Learning Nonlinear Models (LNLM), editado pela SBIC, desde 2009. É também membro do conselho editorial (editorial board) dos periódicos International Journal of Innovative Computing and Applications (Inderscience) e Frontiers in Bioinformatics (https://loop.frontiersin.org/people/243428/editorial). Foi coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Teleinformática - PPGETI (CAPES 6), Universidade Federal do Ceará por 2 mandatos (AGO/2017-JUL/2019 e AGO/2019-JUL/2021).

Published

22-07-2024

How to Cite

SOUZA, W. M. de; NETO, S. A. D.; BARRETO, G. de A. . Uma abordagem alternativa à previsão do comportamento cisalhante de descontinuidades rochosas utilizando redes neurais de funções de base radial : An Alternative Approach for Estimating the Shear Behavior of Rock Discontinuities by Using Radial Basis Function Neural Networks . Notheast Geoscience Journal, [S. l.], v. 10, n. 2, p. 78–95, 2024. DOI: 10.21680/2447-3359.2024v10n2ID35178. Disponível em: https://periodicos.ufrn.br/revistadoregne/article/view/35178. Acesso em: 27 jul. 2024.

Issue

Section

Artigos