چکیده: مبنای اصلی و تعیین کننده در تحلیل پایداری، طراحی و ارائه سیستم نگهداری سازه زیرزمینی، اطلاع از خصوصیات ژئومکانیکی محیط دربرگیرنده سازه زیرزمینی است. بدین منظور از نتایج رفتار سنجی و تحلیل برگشتی به عنوان ابزاری برای تخمین مجدد داده‌های ورودی در حین اجرا و پس از احداث سازه استفاده می‌شود. روش‌های مورد استفاده در تحلیل برگشتی جابجایی پروژه های مهندسی ژئوتکنیک به دو گروه روش معکوس و روش مستقیم تقسیم می گردد. در روش معکوس، معکوس نمودن معادلات حاکم بر مسأله مستلزم فرضیات ساده سازی نظیر محیط یکنواخت، میدان تنش خطی یکنواخت و حفاری تک مرحله ای است. در روش مستقیم نیز بهینه-سازی تابع هدف، مستلزم تصحیح متعدد پارامترها است که تصحیح هر یک نیاز به حداقل یک محاسبه دارد. بنابراین حل عددی به خصوص برای مدل های بزرگ، زمان گیر است. علاوه بر این در روش مستقیم، رابطه بین جابجایی و پارامترهای مکانیکی شدیداً غیرخطی و فضای جستجو بزرگ و چند بعدی است. اخیراً برای غلبه بر محدودیت های این روش ها، روش های هوشمند تحلیل برگشتی ارائه شده اند. در این مطالعه 3 نوع سیستم فازی برای تعیین بازگشتی پارامترهای ژئومکانیکی توده خاک و شرایط تنش منطقه ای از کیلومتر 4/3 تا 7/13 در پروژه خط 2 مترو کرج با روش تحلیل برگشتی هوشمند طراحی شدند. بدین منظور با استفاده از داده های حاصل از آزمایش‌های برجا و مطالعات زمین‌شناسی و مدل سازی عددی تونل پروژه خط 2 مترو کرج با نرم افزار Plaxis 3D Tunnel زوج داده های ورودی - خروجی مورد نیاز برای طراحی سیستم های فازی تولید شد. سپس 3 سیستم فازی با ساختار موتور استنتاج ضرب، فازی ساز منفرد، غیرفازی ساز میانگین مراکز و توابع عضویت گوسین، برای تحلیل برگشتی هوشمند با ورودی های شماره گروه خاکی، خصوصیات توده‌خاک و شرایط تنش منطقه و خروجی میزان نشست سطحی، با استفاده از روش های آموزش گرادیان نزولی، الگوریتم بهینه سازی جمعی ذرات و الگوریتم رقابت استعماری طراحی شدند. تعیین تعداد قواعد فازی، توسط خوشه بندی با روش نزدیک ترین همسایه، هم زمان با طراحی سیستم های فازی انجام شد. برای بررسی عملکرد سیستم های فازی طراحی شده، از نتایج حاصل از قرائت های نشست سنجی ثبت شده در 20 ایستگاه نشست سنجی پروژه خط 2 مترو کرج استفاده شد. برای تعیین ورودی های معادل با میزان نشست ثبت شده در ایستگاه های نشست سنجی در هر سیستم فازی، از الگوریتم های تکاملی استفاده شد. نتایج نشان دادند که هر 3 سیستم از عملکرد بسیار خوبی برخوردارند و سیستم فازی طراحی شده با الگوریتم بهینه سازی تجمعی ذرات با معیار MSE 0065/0 دارای بهترین عملکرد می باشد.