مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

تحلیل عدم قطعیت پایداری شیروانی خاکی مسلح شده با شمع

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
رسول جانی 1
امیر جانی 2
1 1-استادیار گروه عمران ،واحد تبریز ،دانشگاه آزاد اسلامی ،تبریز ،ایران 2- مرکز تحقیقات رباتیک و فناوری های نرم، واحد تبریز، دانشگاه
2 کارشناس ارشد ژئوتنیک، گروه عمران،واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی ، تبریز، ایران
10.22065/jsce.2024.407940.3195
چکیده
در علم طراحی برای گریز از پیچیدگی مساله، بسیاری از عوامل دخیل را با فرض‌های ساده حذف می‌کنند. ساده‌سازی روابط طراحی باعث عدم قطعیت شده و اعتبار محاسبات را کاهش می‌دهد. در این تحقیق سعی بر آن است روابط حاکم بر پایداری شیروانی‌های خاکی از منظر عدم قطعیت مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. استفاده از شمع‌های پایدارکننده می‌تواند به عنوان یک المان حائل در مقابل لغزش، پایداری شیروانی را افزایش داده و باعث بهبود عملکرد آن در مقابل بارهای وارده شود ولی فاکتور ایمنی تحت عنوان ضریب اطمینان به تنهایی نباید مبنای تصمیمات باشد چرا که بوسیله روش‌های قطعی مرسوم محاسبه شده و به طور مستقیم قادر به بیان اثر عدم قطعیت‌ها نیست. لذا جهت ارزیابی و اعمال نقش عدم قطعیت‌ها نیاز به استفاده از مفاهیم و روش‌های احتمالاتی می‌باشد. در این تحقیق پایداری شیب با تحلیل‌ قطعی و روش تعادل حدی در نرم افزارGeoStudio در ماژول Slope/w مورد ارزیابی قرار گرفته است. در گام دوم با کمک روش‌ احتمالاتی مونت کارلو نسبت به تحلیل عدم قطعیت‌های موجود در مسئله پرداخته شده است. مدل‌سازی شیروانی مسلح به روش های بیشاب، جانبو و مورگنسترن انجام شده است. روش بیشاب و مورگنسترن رفتار مشابهی و قابل اعتمادتری نسبت به روش جانبو از خود نشان دادند. در انتها نتایج تحلیل‌های قطعی و روش احتمالاتی مونت کارلو در حالات مختلف مقایسه شده است. این مقایسه با روش مورگنسترن برای بررسی نقش چهار عامل تاثیرگذار در پایداری شیروانی صورت گرفته است. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله شمع از بستر و پاشنه شیروانی و همچنین زاویه شیروانی، ضریب اطمینان و شاخص اعتمادپذیری بصورت تصاعدی کاهش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها
پایداری شیروانی
تعادل حدی
فاکتور ایمنی
شاخص اعتمادپذیری
شمع

موضوعات

عنوان مقاله English

Uncertainty analysis of reinforced soil slope stability by pile

نویسندگان English

Rasoul Jani 1
Amir Jani 2
1 1.Assistant Professor, ,Department of Civil Engineering, Tabriz Branch , Islamic Azad University, Tabriz, Iran. 2.Robotics & Soft Technologies Research Center, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran,
2 Master of Geotechnics, Department of Civil Engineering Tabriz Branch. Islamic Azad University. Tabriz.Iran
چکیده English

In design science, in order to avoid the complexity of the problem, many involved factors are removed with simple assumptions. Simplifying design relationships causes uncertainty and reduces the validity of calculations. In this research, it is tried to study and investigate the relationships governing the stability of earthen gables from the perspective of uncertainty. The use of stabilizing piles can increase the stability of the gables as a barrier element against sliding and improve its performance against incoming loads, but the safety factor called the reliability factor alone should not be the basis of decisions because it is calculated by conventional deterministic methods. And it is not able to directly express the effect of uncertainties. Therefore, in order to evaluate and apply the role of uncertainties, it is necessary to use probabilistic concepts and methods. In this research, slope stability has been evaluated by deterministic analysis and limit equilibrium method in GeoStudio software in the Slope/w module. In the second step, with the help of the probabilistic Monte Carlo method, the uncertainties in the problem are analyzed. Modeling of the reinforced gable has been done by Bishab, Janbo and Morgenstern methods. Bishab and Morgenstern's method showed similar and more reliable behavior than Janbo's method. At the end, the results of deterministic analyzes and the probabilistic Monte Carlo method have been compared in different situations. This comparison with Morgenstern's method has been done to investigate the role of four influential factors in the stability of the gable. The results showed that with increasing the distance of the pile from the bed and heel of the gable as well as the angle of the gable, the reliability coefficient and the reliability index decrease exponentially.

کلیدواژه‌ها English

Slope Stability
Limit Equilibrium
Factor of safety
Indices of Reliability
pile
Pourzareh, H., & Naini, A. (2018). Numerical analysis of the seismic behavior of the pile group in slope and its comparison with the results of physical modeling experiments. Master's thesis, Imam Khomeini International University.
Mostafavi Moghadam, A., & Ashtiani, M. (2011). Investigation and comparison of new methods of stabilization of slope in different conditions. Tehran Study and Planning Center, 39.
Phoon, K. K. (2008). Reliability -Based Design in Geotechnical Engineering: Computations and Applications, CRC Press.
Metropolis, N. and Ulam,s., (1994). The Monte Carlo Method. J. Amer. Stat. Assoc. 44, 335-341
Nassirzadeh Goorchi, R., Amini, M., & Memarian, H.(2019). Assessment of Slope Stabilization Based on Probabilistic Analysis Results (Case Study: Slope Facing Spillway of Kavar Dam in Shiraz). Journal of Engineering Geology, 13 (2) :371-398.
Alonso, E. E. (1976). Risk analysis of slopes and its application to slopes in Canadian sensitive clays. Geotechnique, 26(3), 453-472.
Malkawi, A. I. H., Hassan, W. F., & Abdulla, F. A. (2000). Uncertainty and reliability analysis applied to slope stability. Structural safety, 22(2), 161-187.
El-Ramly, H., Morgenstern, N. R., & Cruden, D. M. (2002). Probabilistic slope stability analysis for practice. Can Geotech J. 39(3):665–83.
Metya, S., Mukhopadhyay, T., Adhikari, S., & Bhattacharya, G. (2017). System reliability analysis of soil slopes with general slip surfaces using multivariate adaptive regression splines. Computers and Geotechnics, 87, 212-228.
Fernández, W., Villalobos, S., & King, R. (2018). Probabilistic analysis of slope stability in completely decomposed granite residual soils. Revista Ingeniería de Construcción, 33(1), 05-14.
Mazaheri, A. Komasi, M. & Viesi, M. (2020). Numerical Study of Earthdams after Construction and First Impounding (Case Study of Doyraj EarthDam). Journal of Civil and Environmental Engineering, 52(1), 222-232
Belew, A.Z., Belay, S.K., Wosenie,M.D., Alemie,N.A.(2022). A comparative evaluation of seepage and stability of embankment dams using GeoStudio and Plaxis models: The Case of Gomit Dam in Amhara Region, Ethiopia. Jornal of water Conservation Science and Engineering,7:429-441
Ayob, M., Kasa, A., Sulaiman, M. S., Miniandi, N. D., & Yusoff, A. H. (2019). Slope stability evaluations using limit equilibrium and finite element methods. Int J Adv Sci Technol, 28(18), 27-43
Fattahi , H., Shirmohamadi , M., & Ghaedi , H.(2021). Reliability analysis of earth dam using a new hybrid method-A case study. Journal of the Engineering Geology Association of Iran, 13 (4),95-110.
Jha, S.K.(2015). Effect of spatial variability of soil properties on slope reliability using random finite element and first order second moment methods, Indian Geotechnical Journal, 45: 145-155.
Cao Z., Wang Y., Li D. (2017). Practical reliability analysis of slope stability by advanced Monte Carlo simulations in a spreadsheet. In: Probabilistic Approaches for Geotechnical Site Characterization and Slope Stability Analysis. Springer, pp 147-167
Liu, L. L., Cheng, Y. M., & Zhang, S. H. (2017). Conditional random field reliability analysis of a cohesion-frictional slope. Computers and Geotechnics, 82, 173-186.
Huvaj, N., & Oğuz, E. A. (2018). Probabilistic Slope Stability Analysis: A Case Study. Sakarya University Journal of Science, 22(5), 1-1.
Ardalan Akbari, H., Moghadaripour, M. & Rahmani, I. (2011). Reliability analysis of nailed walls using probabilistic Monte Carlo method. In: 2nd Reliability Engineering Conference. Tehran, 105.
Amel Sakhi,M., Manafi,S.(2014). Static and Pseudo Static Stability Analysis of Soil Slope Reinforced by Geo-Fabric. Journal of Civil and Environmental Engineering, 73:87-97.
Sharifi, R. & Madah, M. (2022). Numerical modeling and evaluation of the stability of gables on the threshold of landslide (Case study: Semnan-Kiasar road). Civil and Project Journal, 4(6), 47-54.
Amini,M.,(2018). Slope Stability Analysis. Amir kabir university of Technology,352.
Salmasi, F., Norani, B., & Norozi, R. (2019). Slope Stability Analysis and GeoStudio(Slope) software application training. Maravia Publication, 236.
Nasirzadeh, R., & Amini, M.  (2018). Stability analysis of earthen slopes. Tehran: Academic Jihad of Amir Kabir University of Technology, 213.
Brandimarte, P. (2014). Handbook in Monte Carlo simulation: applications in financial engineering, risk management, and economics.
Shabakhty, N., Ghaffarpour Jahromi, S., & Ahmadi, R. (2020). Reliability analysis for static stability of reinforced soil. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 52(10), 2451-2470.‏
Sarkhani, R. (2017). Study of pile-stabilized slopes using PIV method. Thesis is submitted for the degree of Master of Science in Geotechnical Engineering. University of Tabriz, Facuilty of Civil Engineering, Department of Geotechnical Engineering.
Laki rouhani, A. & ghadiri, A. (2015) Seismic stability analysis of sand slope. A scientific-promotional quarterly in the field of road and transportation. 23(83), 42-53.
Mehrpouyan, M. Jami, M. Khatib, M. & Sarhaddi, N. (2015). Evaluating the Potential of Occurrence of Earthquake in City of Tabriz. Journal of Natural Environment Hazards. 4(5), 45-59. doi: 10.22111/jneh.2015.2474

  • تاریخ دریافت 20 شهریور 1402
  • تاریخ بازنگری 02 دی 1402
  • تاریخ پذیرش 15 بهمن 1402