بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
مدلسازی و تحلیل احتمالاتی پایداری شیروانیها
اسلاید 2 :
امروزه استفاده از روشهای آماری و احتمالاتی در علوم مهندسی به ویژه مهندسی عمران که اطلاعات حل مسئله اعم از روابط و پارامترها به دلیل ناشناخته بودن عوامل مختلف، همواره با عدم قطعیت هایی همراه است، در حال گسترش است. در این بین روشهای شبیه سازی نیز بسط و گسترش یافته که از جمله می توان روشهایی مانند مونت کارلو، مونت کارلو پیشرفته، برآورد نقطه ای را نام برد.
با توجه به این موارد جای خالی نرم افزاری قدرتمند در زمینه مهندسی ژئوتکنیک که قابلیت آنالیز مسایل را به روش های آماری و احتمالاتی داشته باشد، احساس می شد.
شرکت rocsicence با گرداوری مجموعه ای از نرم افزار های تخصصی مهندسی خاک و معدن تا حدود زیادی این مشکل را حل کرد.
اسلاید 3 :
از جمله نرم افزارهای پرکاربرد می توان به موارد زیر اشاره کرد:
نرم افزار Phase2 : که یک نرم افزار اجزای محدود دو بعدی است که علاوه بر آنالیز قطعی مسایل به روش قطعی از قابلیت بالای تحلیل احتمالاتی مسایل ژئوتکنیکی مانند مهندسی تونل، حفاری و آنالیز شیروانی ها و تحلیل ترواش جریان آب نیز برخوردار است.
نرم افزار Slide: که یک نرم افزار تعادل حدی دو بعدی است و قابلیت حل مسایل پایداری شیروانی ها را به روش قطعی و احتمالاتی را دارد.
نرم افزار Swedge: که برای آنالیز پایداری گوه های تشکیل شده در حفاری ها کاربرد دارد.
اسلاید 4 :
در روش های احتمالاتی، نرم افزار با استفاده از تابع توزیع تعریف شده برای متغیر تصادفی نمونه های تصادفی تولید می کند. سپس به ازای هریک از نمونه های تولید شده مسئله را تحلیل و یک خروجی به دست می دهد.که دقت مسئله تا حدود زیادی وابسته به تعداد و توزیع نمونه ها است.
برای استفاده از روش های احتمالاتی برای مسایل شبیه سازی نیاز به آشنایی با مفاهیم آماری به ویژه شناخت توابع توزیع متناسب با نیاز مسئله و نحوه نمونه گیری می باشد.
از توابع توزیع پرکاربرد در مهندسی ژئوتکنیک می توان به توابع بتا، مثلثی، نرمال و نرمال لگاریتمی اشاره کرد.
روش های احتمالاتی
اسلاید 5 :
روش های شبیه سازی:
از روشه شبیه سازی پرکاربرد در مسایل ژئوتکنیک که از انعطاف پذیری و دقت بالایی برخوردار هستند می توان به موارد زیر اشاره کرد:
روش برآورد نقطه ای
روش ابر مکعب لاتین
روش مونت کارلو
روش مونت کارلو پیشرفته
روش های احتمالاتی
اسلاید 6 :
مزایای روش های احتمالاتی
از جمله مهمترین مزیت های استفاده از روش های احتمالاتی در شبیه سازی و حل مسایل می توان به موارد زیر اشاره کرد:
در نظر گرفتن عدم قطعیت های مسئله که ناشی از عدم شناخت ورودی های مسئله و . می باشد.
رسیدن به جواب مسئله که به شکل احتمال وقوع رخداد یا حادثه می باشد نه یک جواب قطعی و معین.
امکان بررسی حساسیت جواب مسئله نسبت به تغییرات ورودی ها و تعیین پارامترهای مهم و تاثیر گذار با استفاده از آنالیز حساسیت یا آنالیز رگرسیون.
روش های احتمالاتی
اسلاید 7 :
روش های احتمالاتی
محاسبه ضریب اطمینان با استفاده از تابع توزیع نرمال
نمودار تابع توزیع احتمالاتی با میانگین صفر
اسلاید 8 :
شبیه سازی مونت کارلو یکی از بهترین روشهای عددی در بین روشهای شبیه سازی است.
روشی برای تولید نمونههای تصادفی بر اساس شناخت تابع توزیع آزمایشهای عددی است
روش مونت کارلو بر اساس تولیداعداد تصادفی است.
بهدلیل اتکای آنها بر محاسبات تکراری و اعداد تصادفی یا تصادفی کاذب، روشهای مونت کارلو اغلب به گونهای تنظیم میشوند که توسط رایانه اجرا شوند.
شبیه سازی مونت کارلو
اسلاید 9 :
اتکای محاسبات بر تولید اعداد تصادفی مناسب
همگرایی تدریجی به سمت تخمینهای بهتر در زمانی که دادههای بیشتری شبیه سازی میشوند.
اصول روش مونت کارلو
اسلاید 10 :
روش مونت کارلو براساس تکرار چهار مرحله زیر است:
تخمین تابع توزیع احتمالاتی هریک از متغیرهای ورودی.
تولید مقادیر تصادفی بهازای هریک از پارامترها.
محاسبه مقادیر نیروی مقاوم و محرک و مشخص نمودن مقادیر نیروی مقاوم بزرگتر از نیروی محرک.
تکرار این مراحل به تعداد N مرتبه و محاسبه احتمال گسیختگی.
پارامترهای اساسی در شبیه سازی مونت کارلو
اسلاید 11 :
نرم افزار Slideیک نرم افزار تعادل حدی میباشد که توسط شرکت ROCSCIENCE تهیه شده است و کارآیی آن در تحلیل پایداری شیبهای سنگی و خاکی به صورت دو بعدی میباشد.
نرم افزار SLIDE جهت این بررسی خصوصیات ژئومکانیکی، ژئومتری منطقه ناپایدار، میزان آب زیرزمینی و غیره را در نظر میگیرد و با تحلیل ریاضی بسیار دقیق گزارش کاملی از شریط و پیش بینی شریط ارائه میدهد.
در مورد وجود آب زیرزمینی، سطح آبهای زیرزمینی، مکانیک خاک و سنگ و تاثیر آنها در شرایط پایداری این نرم افزار به صورت تخصصی عمل میکند.
یکی دیگر از قابلیتهای ویژه این نرم افزار توانایی انجام آنالیز احتمالاتی و همچنین آنالیز حساسیت می باشد که در ادامه به بحث و بررسی آن خواهیم پرداخت.
Slideقابلیت های نرم افزار
اسلاید 12 :
قابلیت جستجوی سطح لغزش
نرم افزار Slide قابلیت تحلیل پایداری سطوح لغزش دایرهای و غیر دایرهای را دارد.
آنالیز سطوح بصورت مجزا یا جستجوی سطح بحرانی برای یافتن سطح بحرانی با کمترین ضریب اطمینان انجام میشود.
Slideقابلیت های نرم افزار
اسلاید 13 :
ترسیم و اضافه کردنQuery
دلیل اصلی برای تولید Query اینست که بتوانیم جزئیات نتایج آنالیز را برای سطوح لغزش رسم کنیم.
Slideقابلیت های نرم افزار
اسلاید 14 :
رسم نمودار ضریب اطمینان در طول شیروانی
Slideقابلیت های نرم افزار
اسلاید 15 :
روش جستجوی اصلاح خودکار
روش Slope Search که به کاربر این امکان را می دهد با تعریف حدود شیروانی محدوده ای را برای جستجوی سطح لغزش تعریف کند.
روش Auto Refine. در این روش منطقه جستجو بصورت خودکار و با روند انجام جستجوی سطح اصلاح میشود.
روش اصلاح خودکار غالبا سطوحی را با ضریب اطمینان کمتر نسبت به روش شبکه مختصات پیدا میکند. همچنین در این روش سطوح لغزش کمتری تولید و آنالیز میشود. برای انجام این روش از منوی Surfaces گزینه Surface Options را انتخاب میکنیم.
Slideقابلیت های نرم افزار
اسلاید 16 :
شبکه فشار آب
در نرم افزار Slide روشهای مختلفی از جمله استفاده از شبکه فشار آب برای مدلسازی فشار آب حفره ای وجود دارد.
Slideقابلیت های نرم افزار
اسلاید 17 :
مدلسازی و تحلیل مدل پس از اضافه کردن نگهدارنده و تقویت کننده
روشهای مختلفی برای تسلیح و نگهداری شیروانیها در این نرم افزار تعریف شده است. از جمله: ژئوتکستایلها، میخکوبی، دوخت به پشت و استفاده از سنگدوزها.
Slideقابلیت های نرم افزار
اسلاید 18 :
Slideقابلیت های نرم افزار
اسلاید 19 :
آنالیز احتمالاتی
برای انجام آنالیز احتمالاتی حداقل یکی از پارامترهای ورودی مدل میبایست بصورت متغیر تصادفی باشد. برای مثال:
چسبندگی
زاویه اصطکاک
وزن مخصوص
Slideقابلیت های نرم افزار
اسلاید 20 :
Slideقابلیت های نرم افزار
