ارزيابي احتمال روانگرايي با روش تركيب منحني توزيع متغيرهاي تصادفي بر اساس نتايج SPT (مطالعه موردي: منطقه بابلسر)

Probabilistic evaluation of liquefaction potential based on the Standard Penetration Tests using the jointly distributed random variables approach (Case study: Babolsar region)

روانگرايي يكي از مهم ترين فرآيندهاي ژئوتكنيكي است كه اغلب در خاك هاي ماسه اي اشباع رخ مي دهد. روانگرايي خاك، يكي از عوامل مهم ايجاد خرابي سازه ها در هنگام وقوع زلزله است. تنوع پارامترهاي دخيل در پتانسيل روانگرايي نشان مي دهد كه اين پديده بيشتر به ذات احتمالاتي آن ها برمي گردد. روش هاي محاسبه پتانسيل روانگرايي در خاك هاي ماسه اي اشباع، غالباً بر پايه تحليل قطعي است، كه امكان ارتباط دقيق بين احتمال وقوع روانگرايي و ضريب اطمينان در آن ها وجود ندارد. استفاده از روش هاي آماري و آناليز قابليت اعتماد به عنوان راه حلي جهت رفع مشكل فوق الذكر مد نظر محققين قرار گرفته است. در اين مقاله، با استفاده از روش تركيب منحني توزيع متغيرهاي تصادفي، احتمال پتانسيل روانگرايي خاك ماسه اي بابلسر بر اساس نتايج آزمايش نفوذ استاندارد ارزيابي گرديده است. پارامترهاي آماري منتخب در اين بررسي عدد نفوذ استاندارد اصلاح شده N60 ، ضريب كاهش تنش، كه با استفاده از تابع چگالي احتمال نرمال مدل شده اند و نسبت حداكثر شتاب افقي زلزله و بزرگاي زلزله كه براي آن ها تابع چگالي احتمال نمائي در نظر گرفته شده است، مي باشند. به منظور مقايسه نتايج، روش شبيه سازي مونت كارلو به كار گرفته شده كه اين مقايسه، عملكرد منطقي روش پيشنهاد شده در ارزيابي احتمال روانگرايي منطقه را نشان مي دهد.

Liquefaction is one of the most important geotechnical phenomenon which occurs mostly in loose saturated sandy soils. This phenomenon significantly affects on the stability of structures and leads to damages or failure of manmade structures. The variation of the parameters involved in the liquefaction potential of soil layers indicates that this phenomenon is related to probabilistic nature of the variables. Methods for evaluation of liquefaction potential in saturated sandy soils are often based on deterministic approaches, which are often unable to precisely relate the probability of liquefaction and the corresponding safety factor. However, statistical approaches and especially the reliability analysis are often considered as an alternative and powerful solution to the problem. In this paper, the method of jointly distribution random variable is used to evaluate the probability of soil liquefaction potential in Babolsar region and based on the results of the Standard Penetration Test. The stochastic parameters adopted for the analyses include the corrected SPT blow count, stress reduction factor, which are modeled using a normal probability density function , and the peak horizontal earthquake acceleration ratio as well as the earthquake magnitude, which are considered to follow a exponential probability density function. Monte Carlo simulation is also used in order to compare the results. Such comparison indicates the reasonable performance and the efficiency of the proposed method in assessment of probability of liquefaction in the region.