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Type: Dissertação
Title: Estimativa do índice de compressão de solos argilosos moles: uma abordagem de aprendizado de máquina automatizado
Author: Braz, Jonathan do Amaral
First Advisor: Fonseca, Leonardo Goliatt da
Referee Member: Bernardino, Heder Soares
Referee Member: Bicalho, Katia Vanessa
Resumo: O recalque é um fenômeno de grande interesse na engenharia geotécnica, relacionado à deformação vertical de solos e importante na prevenção de problemas estruturais em construções. Para a sua quantificação por meio de cálculo, é necessária uma propriedade chamada índice de compressão, que pode ser obtida por ensaios de laboratório. Entretanto, esses procedimentos podem ser custosos em termos de tempo, equipamento e mão de obra especializada. Por outro lado, a literatura tem apresentado, nas últimas décadas, equações empíricas e modelos de aprendizado de máquina para a estimativa de propriedades de solos e resultados de ensaios geotécnicos. Além disso, nos últimos anos, o aprendizado de máquina automatizado (AutoML) tem surgido como uma alternativa para treinar e combinar diversos modelos com procedimentos mais simples. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é desenvolver modelos de AutoML para estimar índices de compressão de solos e comparar suas performances. Para isso, foram selecionados quatro bancos de dados com amostras de solos de lugares diferentes. Esses conjuntos passaram por pré-processamento de dados e, então, foram aplicados a três modelos: AutoGluon, FLAML e H2O. As métricas de avaliação usadas foram R2 , RMSE e o tempo de execução. Ao final, constatou-se que os três modelos apresentaram valores próximos de R2 e RMSE, tendo o FLAML apresentado os valores mais satisfatórios na maioria dos casos. O H2O apresentou resultados próximos, mas com tempo de execução consideravelmente menor. Concluiu-se que, apesar de terem estratégias diferentes, os três modelos apresentam desempenho semelhante diante das mesmas condições.
Abstract: Settlement is a phenomenon of great interest in geotechnical engineering, related to the vertical deformation of soils and important in preventing structural issues in constructions. To perform the calculation, a property called compression index is required, which can be obtained through laboratory tests. However, these procedures can be costly in terms of time, equipment and specialized labor. On the other hand, in recent decades, literature has presented empirical equations and machine learning models to estimate soil properties and results from geotechnical tests. Furthermore, in recent years, automated machine learning (AutoML) has emerged as an alternative to train and stack several models with simpler procedures. Therefore, this study aims to develop AutoML models for the prediction of soil compression indexes and to compare their performances. In order to do so, four databases with soil samples from different places were selected. These sets underwent data preprocessing and were then applied to three models: AutoGluon, FLAML and H2O. The evaluation metrics used were R2 , RMSE and execution time. In the end, it was found that the three models presented similar R2 and RMSE values, with FLAML showing the most satisfactory values in most cases. H2O produced similar results but with a considerably shorter execution time. It was concluded that, despite having different strategies, the three models perform similarly under the same conditions.
Keywords: Aprendizado de máquina automatizado
Regressão
Índice de compressão
Automated machine learning
Regression
Compression index
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Access Type: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18957
Issue Date: 25-Apr-2025
Appears in Collections:Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações)



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