Ανάλυση διακινδύνευσης αλληλεπίδρασης κατασκευών-σηράγγων:
Creators: name: Τζοβάρα, Ιωάννα Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Σήραγγα
Ανάλυση αξιοπιστίας
Πιθανότητα αστοχίας
Tunnel
Reliability analysis
Probability of failure

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται ανάλυση διακινδύνευσης για την κατασκευή μιας σήραγγας και την αλληλεπίδρασή της με υπέργειες, γειτονικές κατασκευές. Η ανάγκη για την πραγματοποίηση της ανάλυσης αυτής προκύπτει από το γεγονός ότι η ακρίβεια της πρόβλεψης της συμπεριφοράς των γεωτεχνικών έργων είναι γενικά περιορισμένη και οι συντελεστές ασφαλείας που χρησιμοποιούνται έχουν επιλεγεί εμπειρικά με αποτέλεσμα συχνά να μην αντιστοιχούν στις σημερινές συνθήκες. Η μελέτη που πραγματοποιείται βασίζεται στη χρησιμοποίηση ενός στοχαστικού μοντέλου που περιγράφει τη μεταβλητότητα των τιμών των εδαφικών παραμέτρων. Το μοντέλο αυτό εφαρμόζεται για τη μελέτη της επίδρασης της διάνοιξης σήραγγας στον υπολογισμό των μετακινήσεων του εδαφικού σχηματισμού γύρω από μια υφιστάμενη κατασκευή. Παρουσιάζεται, λοιπόν, μία απλοποιημένη πιθανοτική προσέγγιση όπως μπορεί να εφαρμοστεί στην περίπτωση μελέτης σηράγγων. Οι γεωτεχνικές παράμετροι που επηρεάζουν σημαντικά τους υπολογισμούς, εντοπίζονται και θεωρούνται ως τυχαίες μεταβλητές κανονικής κατανομής με γνωστή μέση τιμή και τυπική απόκλιση. Για τον υπολογισμό των μετακινήσεων του εδάφους διενεργούνται οχτώ επιλύσεις του μοντέλου στο πρόγραμμα Plaxis για διάφορες τιμές των μέτρων ελαστικότητας των εδαφικών στρωμάτων. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν, χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με την προσεγγιστική μέθοδο ανάλυσης Point Estimate για να υπολογιστούν τα χαρακτηριστικά κατανομής των μεγεθών απόκρισης και να πραγματοποιηθεί η ανάλυση της αξιοπιστίας του έργου. Μελετώνται οι περιπτώσεις οι στοχαστικές παράμετροι να είναι είτε πλήρως ασυσχέτιστες μεταξύ τους είτε συσχετισμένες σε βαθμό 80% και γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων. Με την ανάλυση αξιοπιστίας προσδιορίζεται η πιθανότητα αστοχίας του έργου, η οποία παρέχει συμπεράσματα για την πιθανότητα υπέρβασης των ορίων αποδεκτής συμπεριφοράς κατά την κατασκευή του. Για τον υπολογισμό της χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος του δείκτη αξιοπιστίας β. Συμπερασματικά, αποδεικνύεται η αναγκαιότητα της ανάλυσης αξιοπιστίας προκειμένου να γίνεται ο σχεδιασμός ενός έργου οικονομικότερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια, διότι με τα διαγράμματα που προκύπτουν αφενός προσφέρει την αμφίδρομη συσχέτιση της πιθανότητας αστοχίας Pf με την οριακή τιμή ενός μεγέθους απόκρισης και αφετέρου οδηγεί σε ορθολογικότερη επιλογή του συντελεστή ασφαλείας. Επίσης, συμπεραίνεται ότι οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν θεωρώντας ασυσχέτιστες τις αβέβαιες παραμέτρους χωρίς να υπάρχει απώλεια της ακρίβειας, καθώς οι διαφορές των αποτελεσμάτων είναι της τάξης του 0,2-0,4%.
description: The diploma essay in question realizes a risk analysis on the construction of a tunnel and its interaction with neighbouring, above ground constructions. The need for the realization of this analysis derives from the fact that the precision of the prediction of the geotechnical works' behaviour is generally limited and the used factors of safety have been chosen empirically, resulting in a frequent non-correspondence to current conditions. The study being realized is based on the use of a stochastic model which describes the variability of the soil parameters. This model is applied to the study of the effect of a tunnel cutting on the calculation of the ground movements around an existing construction. Hence, a simplified probabilistic analysis is presented as it can be applied for tunnel studies. The geotechnical parameters, which affect mostly the calculations, are found and considered as random variables of normal distribution with known mean value and standard deviation. For the calculation of the soil movements eight analysis of the model are being tested on the Plaxis program for different values of the modulus of elasticity of the soil layers. The results that come up are used in combination with the approximating method analysis Point Estimate so as to estimate the distribution features of specific tunnel responses to realize the reliability analysis of the construction. The cases being studied are these where the stochastic parameters are either utterly irrelevant to one another or have an 80% relevance, while a comparison of the results is being made. Through the reliability analysis, the probability of failure in the construction is being determined, providing deductions as to the possibility of exceeding the limits of acceptable behaviour during the construction. For its calculation, the method of the reliability index β has been used. In conclusion, the necessity of the reliability analysis is being proved in order to achieve a more economic and precise design of a construction, because, with the diagrams that come up, it offers, on the one hand, the two-way correlation of the probability of failure Pf with the limit of tunnel responses. On the other hand, it leads to a more rational choice of the safety factor. Moreover, it is deducted that the calculations can be achieved by accepting the irrelevance of the uncertain parameters without any loss of precision, since the variations in the results fluctuate around 0,2 - 0,4%.