كاربرد ماتريس عدم قطعيت درتخمين مدول دگرشكلي توده سنگ بر اساس مدل هاي تجربي

Utilizing the uncertainty matrix in estimation of rock mass deformation modulus on the basis of empirical relations

يكي از مواردي كه همواره مورد توجه مهندسين سنگ قرار دارد، عدم قطعيت موجود در پارامترهاي مورد نياز در تحليل و طراحي سازه هاي سنگي است كه ناشي از روابط توسعه داده شده و ماهيت ذاتي سنگ مي باشد. مدول دگرشكلي يكي از پارامترهاي ژئومكانيكي است كه كاربرد فراواني در تحليل و طراحي ها دارد. اما تخمين اين پارامتر با روش هاي تجربي همواره با عدم قطعيت همراه است و اين موضوع باعث ترديد مهندسان كاربردي در تصميم گيري ها مي شود. هدف از اين مقاله توسعه مفهوم جديدي با عنوان ماتريس عدم قطعيت براي تخمين عملي مدول دگرشكلي با درجه قطعيت بالاتر است. در ابتدا روش تخمين مدول دگرشكلي با استفاده از ماتريس عدم قطعيت و روش هاي آماري بيان شده و سپس با استفاده از ماتريس عدم قطعيت و توزيع t دامنه اي كه مدول دگرشكلي مورد نظر در آن مي تواند تغيير كند تعيين مي شود. به منظور مطالعه موردي و براي تشكيل درآيه هاي ماتريس عدم قطعيت، از مدل هايي كه تنها تابع سيستم طبقه بندي توده سنگ RMR هستند و از داده هاي شيرواني هاي ماسه سنگ سازند كهر استفاده شد. نتايج بيانگر اين است كه، پيش بيني مدول دگرشكلي توده سنگ با روش توسعه داده شده در مقايسه با روش هاي متداول از قطعيت بيشتري برخوردار است. همچنين مدول دگرشكلي با حد اطمينان %95 براي شيرواني مذكور در دامنه 23.67-30.00(GPa) قرار دارد.

Uncertainty in required parameters in analysis and design of structures is an important issue that is usually considered by rock engineers. This uncertainty is due to the developed relations and also rocks’ nature. Modulus of deformation is one of the geo-mechanical parameters that is widely utilized in design and analysis. But estimating this parameter according to the empirical relations is associated with uncertainty and this causes mistakes in decision making of engineers. Purpose of this paper is to develop a novel concept entitled uncertainty matrix for practical prediction of deformation modulus with high level of confidence. Therefore, modulus of deformation is obtained based on the uncertainty matrix and statistical methods. Later, using the uncertainty matrix and t distribution, a domain for variation of deformation modulus is determined. In order to do a case study and also defining the elements of uncertainly matrix, models that are function of rock mass rating and data sets of sand-stone slopes in Kahar formation are applied. Results indicate that, prediction of deformation modulus for rock mass according to the developed method in comparison with the general methods is more reliable. In addition, deformation modulus with the probability of 95% for the studied sand-slope is in the range 23.67 to 30.00(GPa).