پایان نامه ارزیابی ریسک در پایداری پروژه های گودبرداری با لحاظ کردن عدم قطعیت ها

فهرست:

فصل اول- کلیات.. 1

1-1- مقدمه. 2

1-2- بیان موضوع تحقیق.. 3

1-3- طراحی مبتنی بر ارزیابی ریسک... 4

1-4- مقایسه روش‌های سنتی و روش‌های احتمالاتی.. 5

1-4-  هدف و دامنه تحقیق.. 5

1-5-  ساختار پایان‌ نامه. 6

فصل دوم- مروری بر ادبیات موضوعی روش های تحلیل و پایدارسازی گود. 8

2-1- مقدمه. 9

2-2- روش های متعارف گودبرداری و حائل سازی.. 10

2-3- روش های پایدارسازی گود. 11

2-3-1- عوامل موثر بر انتخاب روش های گودبرداری.. 13

2-4-علت های گسیختگی در گودبرداری های عمیق.. 14

2-5- مقایسه هزینه اجرای سیستم های مختلف پایدارسازی گود. 15

2-6- روش های آنالیز پایداری گودها 16

2-6-1- روش های سنتی و مرسوم آنالیز پایداری گودها 16

2-6-1-1- روش‌ عمومی تعادل حدی.. 17

2-6-1-2- روش فلنیوس یا معمولی. 19

2-6-1-3- روش ساده شده بیشاپ.. 19

2-6-1-4- روش ساده شده جانبو. 20

2-6-1-5- روش اسپنسر. 21

2-6-1-6- روش مورگنسترن-پرایس... 23

2-6-1-7- روش گروه مهندسین. 23

2-6-1-8- روش سارما 24

2-6-2- آنالیز پایداری گود به روش اجزا محدود. 25

2-6-3- روش های احتمالاتی آنالیز پایداری گود. 26

2-7- جمع بندی.. 27

فصل سوم- مدیریت منابع عدم قطعیت و طراحی مبتنی بر ریسک... 29

3-1- مقدمه. 30

3-2- منابع عدم قطعیت در مهندسی ژئوتکنیک... 31

3-3- برآورد میانگین و انحراف استاندارد پارامترهای ژئوتکنیکی.. 33

3-3-1- بهترین تخمین.. 34

3-3-2- عدم قطعیت.. 34

3-3-2-1- محاسبه انحراف معیار بر اساس داده های موجود 34

3-3-2-2- محاسبه انحراف معیار با استفاده از ضریب تغییرات.. 35

3-3-2-3- محاسبه انحراف معیار بر اساس قانون سه انحراف استاندارد 35

3-4- ریسک و ایمنی.. 36

3-5- روش های مبتنی بر ارزیابی ریسک... 37

3-5-1-مزایای ارزیابی ریسک... 38

3-5-2- نقش ارزیابی ریسک... 38

3-6- طراحی مبتنی بر ریسک و احتمال خرابی.. 39

3-7- محاسبه احتمال خرابی با استفاده از تحلیل قابلیت اطمینان. 43

3-7-1- روش ترکیب منحنی توزیع متغیرهای تصادفی.. 45

3-7-2- روش تخمین نقطه ای.. 45

3-7-3- روش لنگر دوم مرتبه اول. 46

3-7-4- روش گشتاور دوم مرتبه اول پیشرفته. 47

3-7-5- روش شبیه سازی مونت کارلو. 50

3-8- جمع بندی.. 54

فصل چهارم- ارزیابی پایداری گود به روش مونت کارلو. 56

4-1- مقدمه. 57

4-2- روند ارزیابی ریسک... 57

4-3- ارزیابی کمی ریسک در پایداری گود. 60

4-4- معیار پذیرش و قابل تحمل بودن ریسک... 61

4-4-1- ریسک قابل قبول. 61

4-4-2-ریسک غیر قابل قبول. 61

4-4-3- ریسک قابل تحمل. 61

4-4-4- تصمیم گیری بر مبنای ریسک... 62

4-5- مدیریت ریسک در پروژه های گودبرداری.. 64

4-5-1- روند مدیریت ریسک... 64

4-5-1-1- شناسایی خطر. 64

4-5-1-2- ارزیابی ریسک.. 65

4-5-1-3- کنترل ریسک.. 65

4-6- ارزیابی پایداری گود به روش شبیه سازی مونت کارلو. 66

4-7- حل یک مثال نمونه. 68

4-7-1- مشخصات آماری و مشخصات میخ ها 69

4-7-2- تعداد تکرار و احتمال خرابی در روش مونت کارلو. 72

4-8- آنالیز حساسیت.. 77

4-9- آنالیز پارامتری.. 81

4-10- نتیجه گیری.. 84

فصل پنجم- نتیجه گیری و پیشنهادات.. 85

5-1- مقدمه. 86

5-2- نتایج.. 87

5-3- پیشنهادات برای تحقیقات آتی.. 89

فهرست مراجع.. 91

پیوست1-آمار و احتمالات.. 96

منبع:

اکبری حامد، اردلان.، مقدری‌پور، محمد. و رحمانی، ایرج (1390). تحلیل قابلیت اطمینان دیوار‌های میخ‌کوبی شده با استفاده از روش احتمالاتی مونت کارلو. مجموعه مقالات دومین کنفرانس مهندسی قابلیت اطمینان. تهران، پژوهشگاه هوافضا.

تقی‌زاده قهی، عزت الله(1387). پایدارسازی جداره‌های گودبرداری عمیق به روش میخ‌کوبی در مناطق شهری. نشریه هنرهای زیبا، شماره 35، پاییز 1387، ص 51-61.

کاسب زاده، ج (1392). ارزیابی پتانسیل روانگرایی خاک به روش تحلیل قابلیت اعتماد. پایان­نامه کارشناسی­ارشد مهندسی عمران- مکانیک خاک و پی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی.

منافی قرابائی، س.م (1390). بررسی ناپایداری شیروانی بدنه سد خاکی در مدیریت ایمنی با استفاده از ارزیابی ریسک. پایان­نامه کارشناسی­ارشد مهندسی عمران- مکانیک خاک و پی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه صنعت آب و برق شهید عباسپور.

منافی قرابائی، سیدمسعود.، نورزاد، علی.، مهدویفر، محمدرضا. و باقری خلیلی، فائزه (1390). ارزیابی ریسک ناپایداری شیروانی بدنه سد خاکی به روش مونت کارلو (مطالعه موردی: سد دوستی). اولین کنفرانس بین المللی و سومین کنفرانس ملی سد و نیروگاههای برق آبی. تهران، http://www.civilica.com/Paper-NCHP03-NCHP03_400.html

Abramson, L. (2002). Slope Stability and Stabilization Methods. McGraw-Hill, New York.

Ang, A. S., Tang, A. H. (1984). Probability Concepts in Engineering Planning and Design. Inc, New York, vol. vol. II, 1984.

Aven, T., Vinnem, J. E. (2007). Risk Management Principles and Methods-Review and Discussion. Risk Management: With Applications from the Offshore Petroleum Industry, 19-75.

Baecher, G. B. (1987). Geotechnical Risk Analysis User's Guide (No. FHWA/RD-87-011).

Baecher, G. B., Christian, J. T. (2005). Reliability and Statistics in Geotechnical Engineering. John Wiley & Sons, New York.

Box, G. E., Muller, M. E. (1958). A Note on the Generation of Random Normal Deviates. Mathematical Statistics, Vol. 29, pp. 610-611.

Cao, Z. (2012). Probabilistic Approaches for Geotechnical Site Characterization and Slope Stability Analysis.

Cardenas, I. C., Halman, J. I. M., & Al-Jibouri, S. H. (2009). An Uncertainty-based Framework to Support Decision-making in Geotechnical Engineering Projects.

Chandler, D. S., (1996). Monte Carlo Simulation to Evaluate Slope Stability. Conference Proceeding on Uncertainty in the Geologic Environment, Wisconsin, Vol. 1, pp. 474-493.

Chowdhury, j. (2009). Geotechnical Risk Assessment and Hazard Management Guidelines. Principal Engineer Geotechnical.

Chowdhury, R.N., )1987(, Practical Aspects of Probabilistic Studies for Slopes, Soil Slope Instability and Stabilization, Sydney, pp. 299-304.

Chowdhury, R.N., Xu, D.W. (1995), Geotechnical System Reliability of Slopes. Reliability Engineering and System Safety. Vo1.47, pp. 141-151.

Christian, J. T., Ladd, C. C., & Baecher, G. B. (1994). Reliability Applied to Slope Stability Analysis. Journal of Geotechnical Engineering, 120 (12), 2180-2207.

Dai, F. C., Lee, C. F., & Ngai, Y. Y. (2002). Landslide Risk Assessment and Management: an Overview. Engineering geology, 64 (1), 65-87.

Danka, J. (2011). Probability of failure calculation of dikes based on Monte Carlo simulation. In Geotechnical Engineering: New Horizons: Proceedings of the 21st European Young Geotechnical Engineers' Conference, Rotterdam 181p. IOS Press.

Duncan, J. M. (2000). Factors of Safety and Reliability in Geotechnical Engineering. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 126, No. 4, pp. 307-316.

Ergun, M. U. (2008). Deep Excavations. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, Available at: www. ejge. com/Bouquet08/UfukErgun_ppr. pdf.

Fell, R. (1994). Landslide Risk Assessment and Acceptable Risk. Canadian Geotechnical Journal, 31 (2), 261-272.

Fell, R., & Hartford, D. (1997). Landslide Risk Management. Balkema, 51-110.

Fell, R., Ho, K. K. S., Lacasse, S., Leroi, E. (2005, May). State of the Art Paper 1-A framework for landslide risk assessment and management. Proceedings of the International Conference on Landslide Risk Management, Vancouver, Canada, Vol. 31.

Fenton, G. A., Griffiths, D. V. (2008). Risk Assessment in Geotechnical Engineering 480 p. New York: John Wiley & Sons.

Ferris, G., Samchek, A., and Isherwood, A. (2003) Geotechnical Risk Assessment: Estimating Slope Failure Probability. New Pipeline Technologies, Security, and Safety: pp. 1252-1260.

FHWA. (2003). Geotechnical Engineering Circular No. 7–soil nail walls. Report FHWA0-IF-03-017.

Fredlund, D.G., Krahn, J. (1977), Comparison of Slope Stability Methods of Analysis. Canadian Geotechnical Journal Vo1.14, No. 3, pp. 429-439.

Gerco, V.R. (1996), Efficient Monte Carlo technique for locating critical slip surface. Journal of Geotechnical Engineering. Vol.122, No. 7, July , pp. 517-525.

Griffiths, D. V., Fenton, G. (2007). Probabilistic Methods in Geotechnical Engineering, Springer Wien NewYork, USA.

Griffiths, D. V., Fenton, G. A. (2004). Probabilistic slope stability analysis by finite elements. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,130(5), 507-518.

Hammond, C. J., Prellwitz, R. W. & Miller, S. M. (1991). Landslide Hazard Assessment Using Monte Carlo Simulation, Proceedings of the Sixth International Symposium on Landslide, Rotterdam, Vol. 2, pp. 959-964.

Harr, M. (1987). Reliability-Based Design in Civil Engineering, McGraw-Hill Book Company, USA.

Hasofer A. M. and Lind. N. C. (1974). Exact and invariant second-moment code format. Journal of the Engineering Mechanics Division, Vol. 100, pp. 111-121.

Hoek, E. (1998). Factor of safety and probability of failure. Rock Engineering, Course notes, 105-114.

Jaksa, M. B., Kaggwa, W. S., Fenton, G. A., & Poulos, H. G. (2003). A framework for quantifying the reliability of geotechnical investigations. In 9th International Conference on the Application of Statistics and Probability in Civil Engineering, pp. 1285-1291.

Jones, A. L., Kramer, S. L., & Arduino, P. (2002). Estimation of uncertainty in geotechnical properties for performance-based earthquake engineering. Pacific Earthquake Engineering Research Center, College of Engineering, University of California.

Juang, C. H., Jhi, Y. Y., & Lee, D. H. (1998). Stability analysis of existing slopes considering uncertainty. Engineering Geology, 49(2), 111-122.

Krahn, J., 2004,  Stability Modeling with SLOPE/W , GEO-SLOPE/W International, Ltd., Alberta, Canada.

Kulhawy, F. H. (1993). On the evaluation of static soil properties. McGraw-Hill Book Company.

Kulhawy, F. H., Phoon, K. K., & Prakoso, W. A. (2000). Uncertainty in basic properties of geomaterials. Proceedings of GeoEng2000, Melbourne.

Lacasse, S., Nadim, F. (1997). Uncertainties in Characterising Soil Properties, Publikasjon-Norges Geotekniske Institutt, Vol. 201, pp. 49-75.

Lacasse, S., Nadim, F. (1998). Risk and Reliability in Geotechnical Engineering. In Proceedings Fourth International Conference on Case Histories in Geotechnical Engineering, St Louis, Missouri, March, pp. 9-12.

Lacasse, S., Nadim, F., & HoΦeg, K. (2012) Risk Assessment and Mitigation in Geo-Practice. Geotechnical Engineering State of the Art and Practice: pp. 729-764.

Lo, S. C. R. (Ed.). (1993). Probabilistic methods in geotechnical engineering: proceedings of the Conference on Probabilistic Methods in Geotechnical Engineering, Canberra, Australia, 10-12 February 1993. AA Balkema.

Low, B. K. (2003). Practical probabilistic slope stability analysis. Proceedings, soil and rock America, 2, 2777-84.

Low, B. K. Tang, W. H. (1997). Efficient reliability evaluation using spreadsheet. Engineering mechanics, Vol. 123 (7), pp. 749-752.

Mejstrik, M., Degebrodt, P., Rackwitz, F., Savidis, S. (2008, October). Development and Practical Adoption of an Internet-Based Platform for Geotechnical Engineering Projects. In Proc. 12th International Conference of the International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics (IACMAG), pp. 1-6.

Morgan, G.C., (1991). Quantification of risks from slope hazards. Open File Report No. 1992 -15, Geological Survey of Canada.

Morgenstern, N.R. and Price, V.E., (1965). The analysis of the stability of general slip surfaces, Geotechnique, Vol. 15, No. 1, pp. 79-93.

Mostyn, G.R., (1998). Course notes from Quantitative Risk Assessment for Soil and Rock Slopes, University of New South Wales Short Course.

Ou, C. Y. (2006). Deep excavation: theory and practice. Taylor & Francis.

Phoon, K. K. (2004). Towards reliability-based design for geotechnical engineering. Special lecture for Korean Geotechnical Society, Seoul.

Phoon, K. K. (2008). “ Reliability Based Design in Geotechnical Engineering”, Taylor and Francis, USA and Canada.

Phoon, K. K., Kulhawy, F. H. (1999). Characterization of geotechnical variability. Canadian Geotechnical Journal, 36 (4), 612-624.

Puller, M. (2003). Deep excavations: a practical manual. Thomas Telford.

Rajabalinejad, M. (2009). “Reliability method for Finite Element Models”, IOS Press. Netherland.

Grocott, G. (1998). Quantitative Assessment Methods for Determining Slope Stability Risk in the Building Industry. Institute of Geological & Nuclear Sciences Information Series, (45), 104.

Rosenblueth, E. (1975). Point Estimates for  Probability Moments. Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 72, pp. 3812-3814.

Savidis, S.A., Rackwitz, F. (2007). Risk Management in Geotechnical Engineering Projects by Means of an Internet-Based Information and Cooperation Platform. First International Symposium on Geotechnical Safety & Risk. Shanghai, Tongji University, China.

Schweckendiek, T., Calle, E. O. F. (2010). A Factor of Safety for Geotechnical Characterization. In Proc. of the Seventeenth Southeast Asian Geotechnical Conference (17SEAGC)–Geo-Engineering for Natural Hazard Mitigation and Sustainable Development, Vol. 2, pp. 227-230.

Shen, H. (2012). Non-deterministic analysis of slope stability based on numerical simulation (Doctoral dissertation).

Sho-Ho, D.  Wang, O. (1992). Reliability Analysis in Geotechnical Engineering. Taylor and Francis.

Silva, F., Lambe, T. W., & Marr, W. A. (2008). Probability and risk of slope failure. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 134 (12), 1691-1699.

Silva, F., Lambe,T., Marr,W. (2008), “Probability and Risk of Slope Failure.” J.Geotech.Geoenviron. Eng., 134(12), 1691-1699.

Spencer, E., 1967, A method of anlaysis of the  stability of embankments assuming parallel inter-slice forces, Geotechnique, Vol. 17, No. 1, pp. 11-26.

Stanković, J. N., Filipović, S., Rajković, R., Obradović, L., & Kovačević, R. Risk and Reliability Analysis of Slope Stability-Deterministic and Probabilistic Method.

Sullivan, T. D. (2006). Pit slope design and risk–A view of the current state of the art. International Symposium on Stability of Rock Slopes in Open Pit Mining and Civil Engineering. The South African Institute of Mining and Metallurgy. Symposium Series, Vol. 544.

TC17, (2004). Soil Nailing Technical Report Is SMFE FHWA-RD-84-93 Excavations & Soil Nailing of Highway Slopes.

U.S. Army Corps of Engineers, 1995, Introduction to probability and reliability methods for use in geotechnical engineering. Engineering Technical Letter 1110-2-547, U.S. Army Corps of Engineers, Washington, D.C.

van Staveren, M. T. (2009). Extending to geotechnical risk management. Georisk, 3 (3), pp. 174-183.

Vanmarcke, E.H., 1977, Reliability of earth slopes,  Journal of the Geotechnical Engineering Division, Vol. 103, pp. 1247–1265.

74-Wang, Y., Cao, Z., & Au, S. K. (2010). Practical reliability analysis of slope stability by advanced Monte Carlo simulations in a spreadsheet. Canadian Geotechnical Journal, 48 (1), 162-172.

Wang, Y., Cao, Z., Au, S. K., & Wang, Q. (2009, June). Reliability analysis of a benchmark problem for slope stability. In Proceedings of The Second International Symposium on geotechnical safety and risk. Gifu, Japan (pp. 89-93).

76-Whitman, V.W., 1984, Evaluating calculated risk in geotechnical engineering, Journal of Geotechnical Engineering,  No. 110, pp. 145–188.

Wolff, T.F., 1996, Probabilistic slope stability in theory and practice, Proceedings of Uncertainty ‘96, Vol. 2, pp. 419–433.

Worley Consultants Ltd, 1987: Slope Stability Assessment at Building Sites. Building Research Association of New Zealand. BRANZ Study Report SR4. Judgeford.