توسعه روشی کاربردی برای تعیین پارامترهای ژئومکانیکی توده ‏سنگ با در نظر گرفتن عدم قطعیت

در تحلیل و طراحی سازه‏های سنگی، تعیین پارامترهای ژئومکانیکی اهمیت فراوانی دارد. در تعیین این پارامترها، خصوصیات ناپیوستگی نقش مهمی را ایفا می‌کنند، اما عدم قطعیت موجود در ناپیوستگی‌ها و ناهمگنی ذاتی توده‏سنگ، اطمینان به پارامترهای تعیین شده را کاهش می‌دهد. در چنین شرایطی در نظر گرفتن دامنه‏ای از پارامترها ممکن است اطمینان به نتایج را افزایش دهد. در این مقاله روشی کاربردی با استفاده از منطق فازی و شبیه‏سازی مونت‏کارلو برای در نظر گرفتن عدم قطعیت در توده‏سنگ ارایه شده است. تابع عملگر استفاده شده در مطالعه، معیار هوک و براون است. برای انجام مطالعه موردی از داده‏های معتبر موجود در مطالعات گذشته استفاده شده است. ابتدا با در نظر گرفتن عدم قطعیت در پارامترهای ورودی شامل شاخص مقاومت زمین‌شناسی، مقاومت فشاری سنگ بکر و فاکتور، مجموعه اعداد فازی برای ثوابت توده‌سنگتعیین و سپس با استفاده از نتایج به دست آمده، پارامترهای ژئومکانیکی توده‌سنگ به صورت مجموعه اعداد فازی محاسبه شده است. در نهایت با استفاده از شبیه‏سازی مونت‏کارلو، داده‏های تصادفی، تولید شده و فاصله اطمینان برای هر پارامتر با سطح اطمینان %95 به دست آمده است. نتایج نشان می‏دهد، در مسایلی که پارامترهای آنها عدم قطعیت دارند، روش پیشنهادی قابلیت بالایی داشته و ممکن است ریسک حاصل از عدم قطعیت را کاهش دهد.

Developing an Applied Method for Determining Geomechanical Parameters of Rock Mass Considering Uncertainty

In analysis and design of rock structures, determination of geomechanical parameters is very important. Discontinuity characteristics severely affect these parameters. But uncertainty in discontinuities and inherent inhomogeneity of rock mass decreases the reliability toward the determined parameters. In this situation, considering a range of parameters leads to more reliable results. In this paper, fuzzy logic and Monte Carlo simulation are developed for considering the uncertainty in rock mass. Hoek and Brown criterion is used as the performance function. For evaluating the efficiency of this method, available data sets in the literature are used. First, by considering the uncertainty in input parameters consist of geological strength index, constant of intact rock (mi) and uniaxial compressive strength of intact rock, sets of fuzzy numbers for S, a, mb  are determined. Latter, utilizing the obtained results, geomechanical parameters of rock mass are obtained as sets of fuzzy numbers. Finally by the Monte Carlo simulation, random data are generated and for each parameter, confidence interval is determined by the 95% of confidence. Results indicate that the proposed method is reliable in problems with uncertainty in parameters and reduces the risk of design and analysis.