بهینه سازی مبتنی بر قابلیت اطمینان در مسائل ژئوتکنیک لرزه ای با درنظرگرفتن عدم قطعیت خاک

طراحی سامانه های ژئوتکنیکی در محیط های لرزه خیز، به دلیل ناهمگنی و عدم قطعیت ذاتی در پارامترهای خاک و ماهیت تصادفی بارگذاری های لرزه ای، با چالش های اساسی همراه است. روش های مرسوم طراحی مبتنی بر ضرایب اطمینان، به دلیل عدم توانایی در پیش بینی صریح احتمال خرابی، غالبا منجر به طرح های غیربهینه (یا بیش از حد محافظه کارانه یا ناامن) می شوند. هدف اصلی این پژوهش، ارائه و ارزیابی رویکرد «بهینه سازی مبتنی بر قابلیت اطمینان» برای مسائل ژئوتکنیک لرزه ای به منظور دستیابی به طرحی ایمن و اقتصادی است. در این تحقیق، پس از شناسایی پارامترهای تصادفی خاک، مدل سازی عددی با استفاده از تحلیل های احتمالات و شبیه سازی مونت کارلو در محیط نرم افزار MATLAB انجام شد. شاخص قابلیت اطمینان و احتمال خرابی به عنوان معیارهای اصلی ارزیابی ایمنی تعریف و الگوریتم های بهینه سازی برای تعیین ابعاد بهینه هندسی به کار گرفته شدند. یافته ها نشان داد که رابطه میان متغیرهای هندسی و سطح ایمنی، رفتاری غیرخطی و اشباع شونده دارد؛ به گونه ای که پس از یک حد معین، افزایش ابعاد هندسی تاثیر ناچیزی بر کاهش ریسک لرزه ای داشته و عدم قطعیت خاک به عامل کنترل کننده ایمنی تبدیل می شود. نتایج نهایی ثابت کرد که رویکرد RBDO با برقراری تعادلی هوشمندانه میان هزینه های ساخت و سطح اطمینان لرزه ای، ابزاری کارآمد برای مهندسی ژئوتکنیک نوین است که می تواند ضمن کاهش هزینه های غیرضروری، پایداری سازه ها را در برابر مخاطرات لرزه ای به طور دقیق تری تضمین نماید.

کلیدواژه ها:

ژئوتکنیک لرزه ای ، عدم قطعیت خاک ، بهینه سازی مبتنی بر قابلیت اطمینان ، شبیه سازی مونت کارلو ، طراحی اقتصادی