بخشی از مقاله
چکیده
در مطالعه حاضر، یک روش برای ارزیابی قابلیت اطمینان پایداری داخلی دیوارهای خاکی مسلح با محاسبه مشخصه مقاومت و درجه نامعینی بالا این سازه ها پیشنهاد شده است. پایداری داخلی احتمالا به عنوان یک پیکربندی سری ها و به عنوان یک پیکربندی r- out of-m عمل می کند. الزامات درجه نامعینی بر اساس فرآیند های احتمالاتی و تصادفی مارکوف فرمول بندی شده است. با پیروی از چهار چوب پیشنهاد شده، قابلیت اعتماد به روز شده سازه همچون شکست در بین لایه های مختلف تقویت میلگرد ایجاد میگردد. به عنوان یک نمونه از روش توسعه یافته، یک مثال از دیوار خاکی مسلح آنالیز شده و نتایج مورد بررسی قرار گرفته اند. شبیه سازی مستقیم مونت کارلو برای تجزیه تحلیل قابلیت اعتماد از پایداری شیب با خواص خاک متغیر فضایی از نبود جدی بهره وری رنج می برد هنگامی که احتمال شکست Pf پایین باشد
بر اساس سطوح پاسخ متعدد و شبیه سازی زیرمجموعه، این مقاله یک روش موثر برای تخمین احتمالات کوچک شکست شیب در خاک های متغیر فضایی پیشنهاد می کند. یک تکنیک تجزیه چولسکی بهبود یافته برای شبیه سازی میدان های تصادفی غیرایستای جهانی از خواص خاک متغیر فضایی در لایه های خاک چندگانه ارائه می گردد. دو مثال شیب برای نشان دادن اثربخشی روش پیشنهادی بررسی می گردد. بازدهی روش پیشنهادی برای تجزیه تحلیل حساسیت پارامتری نیز تاکید می گردد.
-1 مقدمه
روش های طراحی متعارف دیوارهای خاکی مسلح به طور خاص حد نهایی مقاومت را نسبت به پایداری داخلی و خارجی مشخص میکند. مخصوصا آنکه نسبت به پایداری داخلی، طراحی معمولا در مقابل کشش و شکست بیرون کشیدن المان های میلگرد عمل می کند. در گذشته، طراحی ژئو تکنیک چنین دیوارهایی به طور سنتی براساس الزامات ضمنی عدم قطعیت با استفاده از عوامل تجربی، تجربه محور بوده است. اگر چه روش های طراحی جدید - EC7,LRFD - براساس عدم قطعیت ژئوتکنیک و تغییرپذیری برروی یک روش قویتر میباشد. البته آنها هنوز یک شبکه برای پیاده سازی آنالیزهای قابلیت اعتماد در فرایند طراحی ارائه نمی دهند.
بنابراین آنها نمی توانند برای ارزیابی مستقیم قابلیت اطیمنان ساختار ژئوتکنیک و ترکیب با آنالیز ریسک مورد استفاده قرار بگیرند. همچنین به علت آنکه عوامل ایمنی به طور واقعی احتمالی که ممکن است به شکست منجر شود را بیان نمی کنند. در واقع آنها می توانند در این موضوع گمراه کننده باشند که ناشی از مبهم و غیر خطی بودن است که به طور کلی در بین آنها و تراز مرتبط با خطر وجود دارد. برحسب ارزیابی قابلیت اعتماد مستقیم پایداری در دیوارهای خاکی مسلح، چندین محقق مطالعاتی را در طول 12 سال اخیر انجام داده اند. برای بررسی قابلیت اعتماد پایداری داخلی دیوارهای خاکی مسلح ژئوتکستایل با فرض یک سطح لغزش درون ژئوتکستایل، انجام دادند.
روش مشابه، [13] .Miyata et al به طور خلاصه یک روشی که براساس دو تابع عملکرد است، یعنی آنالیز شکست و بیرون کشیدن ژئوسنتیک و آنالیز پایداری شیب، را مورد مطالعه قرار دادند. با این وجود، آنها تلاشی برای بدست آوردن اندازه واحد قابلیت اعتماد سازه انجام ندادند. مطالعات مشابهی توسط [3] Basma and Al-Harthy انجام شده است
آنالیزهای قابلیت اطمینان دیوارهای خاکی مسلح را در هر دو شرایط لرزه ای و استاتیکی با استفاده از روش های لنگردوم مرتبه اول، روش تخمین نقطه ای و روش قابلیت اعتماد مرتبه اول انجام دادند. آنالیز سیستم آنها براساس فرضی است که در آن مودهای شکست به صورت مستقل آماری می باشند.
درجه نامعینی یک جنبه مهمی است که در روش های حاضر در نظرگرفته نمی شود. با این حال برش ساده سازی های مدل سازی پذیرفته شدهاند، مدلهای تصادفی چهارچوبی برای تعیین نه تنها قابلیت اطمینان اصلی هر لایه از میلگرد دیوار خاکی مسلح، بلکه در قابلیت اعتماد/ اطمینان به روز شده نیز یک یا بیش از یک لایه به شکست منجر میگردند. به خوبی شناخته شده است که خواص خاک به طور فضایی حتی داخل لایه های همگن به دلیل فرایندهای رسوبی و پسارسوبی تغییر می کند
تنوع فضایی خواص خاک به طور گسترده در تجزیه تحلیل پایداری شیب محاسبه شده است. برای مثال، گریفتی و فنتون [4]یک روش المان محدود تصادفی - RFEM - برای بررسی تاثیر تنوع فضایی استحکام برشی زهکشی نشده روی احتمال شکست شیب پیشنهاد می کند. وانگ و همکاران [21]تجزیه تحلیل پایداری شیب را با در نظر گرفتن استحکام برشی زهکشی نشده فضایی متغیر با استفاده از شبیه سازی زیرمجموعه انجام داد.
میتوان مشاهده کرد که پیشرفت های قابل توجه در تجزیه تحلیل قابلیت اعتماد شیب های خاک با در نظر گرفتن تغییرپذیری فضایی خواص خاک صورت گرفته است. جدول 1 تجزیه تحلیل قابلیت اطمینان از شیب های خاک در خاک های متغیر فضایی خلاصه می کند. این مراجع در یک مرتبه زمانی فهرست شده اند. میتوان مشاهده کرد که مسائل قابلیت اعتماد شیب با احتمالات شکست کمتر از به ندرت در نظر گرفته می گردند. این مطالعه یکپارچه سازی سطوح پاسخ چندگانه را با شبیه سازی زیرمجموعه برای تخمین احتمالات کوچک شکست در تجزیه تحلیل تعادل- حدی از پایداری شیب با خواص خاک متغیر فضایی پیشنهاد می کند.
جدول -1 خلاصه تجزیه تحلیل قابلیت اعتماد شیب در خاک خای متغیر فضایی
-2 روش شبیه سازی زیرمجموعه مبتنی بر سطح-پاسخ متعدد
-2-1 ساخت سطوح پاسخ متعدد
گام تعیین کننده برای تجزیه تحلیل قابلیت اعتماد از پایداری شیب در چارچوب تعادل حدی جستجوی سطح لغزش بحرانی و تعیین فاکتور حداقل متناظر از ایمنی - FSmin - است. این آسان نیست هنگامی که تغییرپذیری فضایی خواص خاک در نظر گرفته شود زیرا سطح لغزشی بحرانی با FSmin به طور فضایی تغییر می کند که ممکن است مکانیزم های شکست متعدد موجود در شیب را القا کند
به طور کلی، FSmin میتواند از طریق تجزیه تحلیل پایداری شیب قاطع تعیین گردد، اما آن برای مسائل پایداری شیب پیچیده زمان بر است که در آن FSmin نمیتواند به طور آشکار به عنوان تابعی از پارامترهای ورودی بیان گردد.برای مثال، سطح پاسخ مبتنی بر چندجمله ای درجه دوم jام به صورت زیربیان می گردد
