تحلیل احتمالاتی پایداری دیوار خاک مسلح ژئوسنتتیک به روش مونت کارلو

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

3 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

doi
10.22075/jtie.2025.38752.1734
چکیده

دیوارهای خاک مسلح تقویت‌شده با ژئوسنتتیک به‌دلیل مزایایی نظیر سهولت اجرا، صرفه‌جویی اقتصادی و عملکرد مطلوب، به‌طور گسترده در پروژه‌های عمرانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، وجود عدم ‌قطعیت در پارامترهای مقاومتی خاک و مصالح تقویتی، چالشی جدی در تحلیل و طراحی این سازه‌ها به شمار می‌رود. پژوهش حاضر، با هدف ارتقای دقت در ارزیابی ایمنی و عملکرد دیوارهای خاک مسلح، رویکردی مبتنی بر تحلیل احتمالاتی با استفاده از روش تعادل حدی (LEM) به همراه شبیه‌سازی مونت‌کارلو (MCS) استفاده شده است. پارامترهای ورودی (مانند وزن مخصوص خشک، زاویه اصطکاک و چسبندگی) به‌عنوان متغیرهای تصادفی در نظر گرفته شده و تأثیر آن‌ها بر ضریب اطمینان مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهد که افزایش زاویه اصطکاک داخلی خاک از 19 تا 29 درجه مقدار ضریب اطمینان را از 8/0 تا 1/1 افزایش داد و احتمال خرابی را از 05/0 به حدود 0005/0 کاهش داد. نسبت طول ژئوسنتتیک به ارتفاع دیوار (L/H) بیش از 8/0 و فاصله لایه ژئوسنتتیک کمتر از 6/0 متر نیز موجب بهبود پایداری (از 0007/0 تا 001/0) شدند. در مقابل، افزایش وزن مخصوص خاک کوله پل تاkN/m3  22 کاهش ضریب اطمینان را به دنبال داشت. مقایسه نتایج این مطالعه با ضوابط آیین‌نامه‌ای (F.S=1.5) نشان داد که در حالت‌هایی مانند زاویه اصطکاک داخلی ۲۹ درجه و نسبت L/H=1، مقدار ضریب اطمینان به‌دست‌آمده حدود ۱۵% بیشتر از مقدار مرجع آیین‌نامه بوده است؛ در حالی‌که در شرایطی مانند افزایش وزن مخصوص خاکریز به  kN/m³۲۲، این مقدار حدود ۲۰% کمتر از حد آیین‌نامه کاهش یافت. در نتیجه، به‌کارگیری تحلیل احتمالاتی می‌تواند برآوردی واقع‌بینانه‌تر و دقیق‌تر از میزان عدم قطعیت در مقایسه با طراحی قطعی آیین‌نامه‌ای فراهم آورد.