كاربرد روش غيراحتمالاتي مجموعه هاي تصادفي براي تحليل قابليت اعتماد گودبرداري ها

Application of Non-probabilistic Random Set Method for Reliability Analysis of Deep excavation

عدم قطعيت¬هاي موجود در مسائل ژئوتكنيكي باعث شده¬است كه روش¬هاي تحليل قطعيتي رايج، از نظر انطباق با واقعيت و جامعيت پوشش شرايط حاكم بر مسئله با شكاف¬هايي همراه باشند. بدين منظور استفاده از روش¬هاي احتمالاتي و غيراحتمالاتي تحليل قابليت اعتماد مي¬تواند به عنوان راه حلي براي رفع اين مشكل در نظر گرفته شود. در مواردي كه اطلاعات اوليه كامل در دسترس نيست، روش مجموعه¬هاي تصادفي يكي از گزينه¬هاي مورد توجه جهت انجام تحليل قابليت اعتماد مي¬باشد. در اين روش، پارامترهاي ورودي متشكل از چند بازه هستند و تنها حد بالا و پايين اين بازه¬ها به عنوان متغيرهاي ورودي مدل قطعيتي در نظر گرفته مي¬شوند. در اين مقاله، به كمك مطالعه موردي روي يك پروژه گودبرداري در مجاورت ايستگاه مترو حقاني تهران، كاربرد اين روش براي تحليل قابليت اعتماد در مدل¬سازي عددي گودبرداري-ها مورد بررسي قرار گرفته¬است. مدل¬سازي عددي گود توسط نرم-افزار پلكسيس دو بعدي انجام مي¬گيرد. ضريب اطمينان پايداري گود و تغييرشكل افقي ناشي از گودبرداري در بالاي آن، به عنوان معيارهاي اساسي تحليل در نظر گرفته شده¬اند. تحليل قابليت اعتماد گود مورد نظر، بر اساس روش مجموعه¬هاي تصادفي و در تركيب با تحليل المان محدود انجام شده¬است. نتايج به¬صورت منحني¬هاي¬ توزيع احتمال خروجي¬هاي سيستم مي¬باشد. حد بالا و پايين احتمال وقوع مقادير پاسخ سيستم به¬دست مي¬آيد و تفسير اين منحني¬ها با توجه به مقدار تغييرمكان افقي هشدار و ضريب اطمينان مجاز صورت مي¬پذيرد. صحت نتايج حاصل به كمك مقايسه نتايج حاصل از تحليل با مقادير اندازه¬گيري¬هاي انجام شده در محل پروژه بررسي شده¬ و نشان¬دهنده اين موضوع است مقدار اندازه¬گيري¬هاي محلي، داخل محدوده نتايج حاصل از تحليل قابليت اعتماد مي¬باشند. اين مسئله بيانگر صحت و كارايي روش مجموعه¬هاي تصادفي در تحليل گودبرداري¬ها است. درنهايت، باتوجه به مرزهاي بالا و پايين نتايج تحليل قابليت اعتماد، درباره عملكرد گود موردنظر بحث شده¬است.

Since the deterministic analysis methods can not cover the uncertainties in geotechnical problems, Probabilistic and non-probabilistic reliability analysis methods could be applied to handle this shortcoming. The random set approach is considered as one of the applicable methods for the reliability analysis when comprehensive primary sources of information are not available. In this method, input parameters consist of some ranges and only the upper and lower bounds of these ranges are used as input parameters for deterministic analysis calculations. In this paper the application of random set method for the reliability analysis of deep excavations is investigated by a case study on a deep excavation near the Haghani subway station in Tehran. The finite element code Plaxis-2D V8. is utilized for the numerical modeling. Safety factor of stability and horizontal displacement of the top of the excavation are evaluated. The reliability analysis of deep excavation is investigated applying the random set finite element method. The results are presented as cumulative distribution curves for the probability of occurrence of different model outputs. Validity of this method is demonstrated by comparing horizontal displacement measured in the field with upper and lower curves obtained from the reliability analysis. The result shows that random set finite element method is an applicable approach for the reliability analysis of deep excavation and a more appropriate design could be presented using this approach compared to what obtained from deterministic analysis methods.