بررسی عمق ایمن حفاری در نهشته های طبیعی ناهمگون به کمک تئوری فضای تصادفی

عدم قطعیت در مهندسی ژئوتکنیک بطور گسترده ای پذیرفته شده و امری غیر قابل اجتناب است و چنانچه این عدم قطعیت و احتمال خطر های وابسته به آن، قابلیت ارزیابی کمی داشته باشند، مزایا و پیشرفت های بسیاری حاصل می شود. بررسی گودبرداری های قائم یکی از زمینه های مورد علاقه طراحان ژئوتکنیکی می باشد. در محاسبات مربوط به گودبرداری قائم، منابع عدم قطعیت بسیاری مورد توجه قرار می گیرند که می توان به جزئیات ژئوتکنیکی فراموش شده در طول عملیات شناخت، تخمین ویژگی هایی از خاک که ارزیابی کمی آن ها مشکل است از جمله تغییرپذیری فضایی که امکان بازتولید دقیق آن وجود ندارد، نوسانات و تغییرات چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی خاک، خطاهای آزمایش و عوامل بسیار دیگر اشاره کرد. روش های احتمالاتی ابزار مناسبی را جهت کنترل ساختاری و کمی چنین عدم قطعیت هایی فراهم می آورند. روش شبیه سازی مونت کارلو (mcs) یکی از چنین روش هایی می باشد و از آنجا که روش های احتمالاتی تمایل به محاسبه "احتمال گسیختگی" در مقابل روش های معمول محاسبه "ضریب اطمینان" دارند، روش مونت کارلو ابزار مفیدی برای این قبیل روش ها محسوب می شود. در این تحقیق عمق ایمن یک گودبرداری قائم مهار نشده در نهشته های طبیعی ناهمگون چسبنده مد نظر بوده و برای مدلسازی ناهمگونی ذاتی خاک که به عنوان مهمترین منبع عدم قطعیت در مباحث ژئوتکنیکی شناخته می شود، از تئوری میدان تصادفی در قالب روش شبیه سازی مونت کارلو با ترکیب روش تفاضلات متناهی به منظور واقعی سازی تغییرپذیری فضایی در دو حالت دراز مدت و کوتاه مدت (زهکشی شده و زهکشی نشده) استفاده شده است. با انجام تحلیل های یقینی و احتمالاتی، نتایج واقعی سازی ها نشان داد در نظر گرفتن پارامتر هایی نظیر ضریب تغییرات، مقیاس نوسان، نسبت ناهمسانی و ضریب همبستگی ویژگی های مقاومتی خاک با کنترل نقاط قوی و ضعیف، نتایجی متفاوت با تحلیل های یقینی نظیر محاسبه ضریب اطمینان که بر مبنای مشخصه های میانگینی ویژگی های مقاومتی خاک محاسبه می شود، ارائه می دهند. این امر به خصوص در خاک های سست نمود بیشتری پیدا می کند و نشان می دهد که ضریب اطمینان به تنهایی معیار مناسبی برای قضاوت در مورد پایداری گودبرداری های قائم نمی باشد. در نهایت، تحقیق حاضر استفاده از شاخص قابلیت اعتماد را بجای ضریب اطمینان به منظور طرح های بهینه و اقتصادی تر پیشنهاد می نماید.