ارزیابی احتمالاتی ظرفیت باربری پی های نواری مستقر بر شیروانی های ناهمگن با استفاده از تحلیل حدی المان محدود و روش سطح پاسخ

در این مقاله، از روش سطح پاسخ برای ارزیابی احتمالاتی ظرفیت باربری پی های سطحی که در نزدیکی شیروانی های ناهمگن طبیعی قرار دارند استفاده شده است. این روش به طور قابل توجهی تعداد شبیه سازی های مونت­ کارلوی موردنیاز برای انجام تحلیل های احتمالاتی را کاهش می دهد. بر این اساس، ابتدا یک مدل تحلیل حدی المان محدود طبق قضیه حد پایین ایجاد می­شود. رفتار خاک در این تحلیل حدی از معیار تسلیم پلاستیک کامل موهر-کولمب با انطباق بر قانون جریان همراه تبعیت می­کند. برای تولید یک پایگاه داده مصنوعی بزرگ، از نتایج عددی ظرفیت باربری پی های سطحی روی شیروانی های طبیعی ذاتا متغیر استفاده می شود. برای این منظور، جایگشتی از پارامترهای کلیدی تاثیرگذار روی ظرفیت باربری شکل گرفته و بارهای حدی گسیختگی مبتنی بر روش آنالیز حدی و از طریق بهینه سازی در متلب جستجو می شوند. بر این اساس، یک راه­حل تحلیلی با استفاده از چندجمله­ای­های مبتنی بر روش سطح پاسخ فرموله می­شود. این معادلات که از تحلیل های رگرسیون حداقل مربعات بدست می آیند، برای انجام شبیه سازی های احتمالاتی مونت­کارلو استفاده شده و نتایج به صورت توابع توزیع تجمعی ارائه می شوند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که زاویه شیروانی ۷۵ درجه باعث کاهش چشمگیر ضریب اطمینان یا به عبارت دیگر، افزایش احتمال گسیختگی در مقایسه با زاویه شیب­های کمتر می­شود. از طرف دیگر، زاویه شیب ۴۵ درجه نسبت به زاویه شیب ۶۰ درجه، ضریب اطمینان بالاتر و احتمال خرابی کمتری را نشان می­دهد. همچنین مشاهده شد که افزایش فاصله پی تا شیروانی باعث می­شود که احتمال گسیختگی به طور قابل­ملاحظه­ای کاهش یابد و در عین حال منجر به افزایش شاخص قابلیت اطمینان برای اکثر مقادیر ضریب اطمینان طراحی می­گردد. در واقع، برای هدف قراردادن یک احتمال خاص برای گسیختگی یا یک شاخص قابلیت اطمینان خاص، ضریب اطمینان کمتری برای فواصل بیشتر پی با شیروانی موردنیاز است.

کلیدواژه ها:

Pseudo-static loading ، geo-synthetic-reinforced soil ، bearing capacity ، inclined loading ، finite element limit analysis ، پایداری شیروانی ، ظرفیت باربری ، روش سطح پاسخ ، تحلیل حدی المان محدود ، شاخص قابلیت اطمینان