قابلیت اطمینان مهندسی ژئوتکنیک : آیا می دانیم چه کاری داریم انجام می دهیم؟

قیمت: 38,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

قابلیت اطمینان مهندسی ژئوتکنیک : آیا می دانیم چه کاری داریم انجام می دهیم؟

عنوان لاتین

Geotechnical Engineering Reliability: How Well Do We Know What We Are Doing?

عدم قطعیت و ریسک ویژگی های اصلی مهندسی ژئوتکنیک و زمین شناسی به شمار می روند. مهندسان می توانند عدم قطعیت را با نادیده گرفتن آن، با محافظه کاری، با استفاده از روش مشاهداتی یا با اندازه گیری آن برطرف سازند. در سال های اخیر، تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان و روش های احتمالاتی کاربرد گسترده ای در مهندسی ژئوتکنیک و زمینه های مرتبط با آن پیدا کرده اند. ابزارهای خوبی بری آن شناخته شده است از جمله روش های تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان و درخت تصمیم گیری. مدل های تحلیلی برای کاربرد های ژئوتکنیکی قطعی نیز به طور گسترده ای در دسترس هستند اگر چه قابلیت اطمینان آنها گاهی اوقات مورد تردید است. مسئله اصلی ورودی و خروجی است. برای ایجاد ورودی مناسب، مهندس باید ماهیت عدم قطعیت و احتمال را درک کند. بیشتر عدم قطعیت ژئوتکنیکی ناشی از کمبود دانش و احتمال مبتنی بر درجه اعتبار مهندس در رویکرد عملی حرفه ای است. رویکردهای بیزی قدرتمند هستند زیرا آنها احتمالات را بر پایه وضعیت طبیعی و نه مشاهدات ارائه می دهند. اولین نقطه در توسعه مدل داده های ژئوتکنیک این است که تمایز بین روند یا خطای سیستماتیک و خطای فضایی انتخاب مدل سازی است، نه ویژگی طبیعت. دوم، ویژگی های برآورد شده از نمونه های کوچک ممکن است اشتباه باشند، چه به طور احتمالاتی چه به طور قطعی مورد استفاده قرار گیرند. سوم، متخصصان به طور کلی روند متوسط را به خوبی برآورد می کند، اما تمایل دارند عدم قطعیت را دست کم بگیرند و در این زمینه اعتماد بیش از حد به برآوردهای خود دارند. در این زمینه، قضاوت مهندسی باید مبتنی بر زنجیره قابل اثباتی از استدلال ها باشد و نه بر پایه حدس و گمان. یک مشکل در تفسیر نتایج این است که اکثر مردم، از جمله مهندسان، مشکل برآورد احتمال شکست را دارند یا با مقادیر پایین احتمال سر و کار دارند. طرح F - N یک وسیله مفید برای مقایسه احتمالات محاسبه شده با فراوانی شکست های مشاهده شده است. در هر مقایسه باید اشاره کرد که احتمال محاسبه شده پایین ترین حد است زیرا فاکتورهایی را که در تجزیه و تحلیل نادیده گرفته شده اند، باید کنار گذاشت. باید احتمال وقوع شکست را با طرح های دیگر مقایسه کرد و روش های پایایی مشارکت اجزای مختلف را در عدم قطعیت احتمال شکست نشان می دهند. احتمال ویژگی جهان نیست بلکه حالت ذهنی است؛ عدم قطعیت ژئوتکنیکی در درجه اول معرفت شناسی، بیزی و مبتنی بر باور است. چالش های فعلی برای کارشناسان استفاده از روش های احتمالاتی در عمل و تحقیقات و تحلیل های دقیق است تا هر نقطه داده اضافی اطلاعات حداکثر را فراهم کند.

Uncertainty and risk are central features of geotechnical and geological engineering. Engineers can deal with uncertainty by ignoring it, by being conservative, by using the observational method, or by quantifying it. In recent years, reliability analysis and probabilistic methods have found wide application in geotechnical engineering and related fields. The tools are well known, including methods of reliability analysis and decision trees. Analytical models for deterministic geotechnical applications are also widely available, even if their underlying reliability is sometimes suspect. The major issues involve input and output. In order to develop appropriate input, the engineer must understand the nature of uncertainty and probability. Most geotechnical uncertainty reflects lack of knowledge, and probability based on the engineer’s degree of belief comes closest to the profession’s practical approach. Bayesian approaches are especially powerful because they provide probabilities on the state of nature rather than on the observations. The first point in developing a model from geotechnical data is that the distinction between the trend or systematic error and the spatial error is a modeling choice, not a property of nature. Second, properties estimated from small samples may be seriously in error, whether they are used probabilistically or deterministically. Third, experts generally estimate mean trends well but tend to underestimate uncertainty and to be overconfident in their estimates. In this context, engineering judgment should be based on a demonstrable chain of reasoning and not on speculation. One difficulty in interpreting results is that most people, including engineers, have difficulty establishing an allowable probability of failure or dealing with low values of probability. The F–N plot is one useful vehicle for comparing calculated probabilities with observed frequencies of failure of comparable facilities. In any comparison it must be noted that a calculated probability is a lower bound because it must fail to incorporate the factors that are ignored in the analysis. It is useful to compare probabilities of failure for alternative designs, and the reliability methods reveal the contributions of different components to the uncertainty in the probability of failure. Probability is not a property of the world but a state of mind; geotechnical uncertainty is primarily epistemic, Bayesian, and belief based. The current challenges to the profession are to make use of probabilistic methods in practice and to sharpen our investigations and analyses so that each additional data point provides maximal information.