روابط احتمالاتی (نشریه روانگرایی 525)

3-2-3-5- روابط احتمالاتی

همانطور که پیش از این نیز اشاره شد، دو نگرش کلی برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی وجود دارد که عبارتند از ارزیابی تعینی یا تعیین ضریب اطمینان در مقابل روانگرایی و تعیین احتمال وقوع روانگرایی. روش معمول برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی، استفاده از روابط تعینی است که در این فصل به طور کامل برای نتایج آزمایش های نفوذ استاندارد، نفوذ مخروط و سرعت موج برشی مورد بررسی قرار گرفت. نکته ی قابل توجه در استخراج همبستگی های وقوع روانگرایی بر مبنای داده های محلی آن است که یک مرز کاملا تفکیک شده بین تاریخچه های موردی روانگرایی روانگراشده/نشده وجود نداشته و در واقع احتمال وقوع روانگرایی به شکل پیوسته و به صورت تابعی از مقاومت خاک و شدت حرکت زمین تغییر میکند. با وجود استفاده ی گسترده از روابط تعینی در عمل، این روابط مدت دار هستند و ممکن است با افزایش تاریخچه های موردی، محل مرزهای تعینی آن ها جابجا شود. همچنین از آنجایی که مبنای احتمالاتی ندارند، بینشی نسبت به عدم قطعیت یا احتمال روانگرایی به دست نمیدهند. از اینرو در سال های اخیر استفاده از مطالعات احتمالاتی برای ارائه ی مرزهای جدا کنندهی داده های محلی روانگرایی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. این در حالی است که برخی از محققان برای کاربرد بیشتر مطالعات خود در مقاصد عملی، پس از ارائه ی مدل احتمالاتی، یکی از مرزهای احتمالاتی خود را که عموما بین 15تا %50بوده است، به عنوان یک مرز تعینی پیشنهاد نموده اند. بر این اساس روابطی نیز بین ضریب اطمینان در برابر روانگرایی و احتمال وقوع روانگرایی ارائه شده است. از جمله ی این تحقیقات می توان به مطالعات Cetin et  al. 2004و Moss et al. 2006 اشاره نمود که در آن ها مرز مربوط به سطح احتمال %15به عنوان یک مرز تعینی ارائه شده است. محققان مختلف با استفاده از روش های برازش آماری برای تعیین احتمال روانگرایی به صورت تـابعی از پارامترهـای تشـریحی اقدام نموده اند. به طور کلی، می توان پارامترهای تشریحی در ارزیابی پتانسیل روانگرایی را بـه دو دسـته تقسـیم نمـود. دسـته ی اول پارامترهای مربوط به مقاومت روانگرایی خاک است که تحتعنوان نسبت مقاومتتناوبی CRRبیان می شود و توسط آزمایش های برجای مختلف CPT ،SPTو Vsبه دست می آید. گروه دوم، پارامترهای مرتبط با مقدار بار لرزه ای ناشی از زلزله است که با عبارت نسبت تنش تناوبی CSRبیان می شود. فرایند ارائه ی مدلهای احتمالاتی برای ارزیابی وقوع روانگرایی در خاک های مختلف شامل سه گام می باشد:

1. جمع آوری داده های تاریخچه ی موردی؛
2. تخمین احتمال برای هر متغیر
3. ارائه ی معیار روانگرایی بر حسب نوع خاک.

چارچوب ارزیابی احتمالاتی روانگرایی اولین بار توسط Liao et al. 1988ارائه شد. این محققان از روش بـرازش منطقـی بـه منظور تحلیل تاریخچه های موردی روانگرا شده و نشده و مق یدا ر عدد نفوذ استاندارد استفاده نمودند و یک دسته منحنی هایی را برای توصیف اربط یه ایم ن نسبت تنش تناوبی و مقاومت نفوذ خاک و احتمال وقوع روانگرایی ارائه نمودند. رابطه ی احتمـالاتی پیشـنهاد شده توسط Liao et al. 1988 نسبت به رابطه ی تعینی ،Seed et al. 1985تعداد بسـیار بـیشتـری از داده های تاریخچه ی موردی را مورد استفاده قرار داده است. اما این تعداد نقاط بیشتر، حاصل اعمال پالایش ضعیفتـر بـر روی کیفیـت نقـاط بـوده و در نتیجه تعدادی از نقاط با کیفیت پایین را شامل می شوند. در این رابطه، روش فرمولبندی تابع احتمـالاتی عملکـرد جداگانـهی منـابع تصادفی و منابع شناخته شده ی عدم قطعیت ها را مجاز نمیداند و بنابراین در بیان عدم قطعیت و پراکندگی کلی همبسـتگی پیشـنهاد شده اغراق آمیز است. این امر می تواند منجر به محافظه کاری بیش از حد در مقادیر کم احتمال روانگرایی شـود. اشـکال دیگـر ایـن روش این بود که تالیف کنندگان در پی روشی برای اصلاح اثر قابل توجه مقدار ریزدانه روی رابط یه برازش شده ی میـان عـدد نفـوذ استاندارد و مقاومت روانگرایی بودند اما از پیدا کردن آن عاجز ماندند، در نتیجه منحنی های پیشنهادی آن ها شکل (24-5-الف) تنهـا برای خاک های ماسه ای با ریزدانه ی کمتر از 12 درصد معتبر است.

 Youd and Noble 1997a با به کارگیری تعدادی از داده های تاریخچه ی موردی محلی مربوط به زلزله های رخ داده پـس از ارائه ی روابط اولیه و حذف داده های مشکوک مورد استفاده در روش ،Liao et al. 1988 رابطه ی احتمالاتی دیگری را بـر اسـاس SPT ارائه کردند. این رابطه مشابه با رابط یه پیشنهادی Liao et al. 1988 بر پایه ی روش برازش منطقی و بیشـینه سـازی تـابع احتمال ارائه شده است. در نتیجه همچنان عدم قطعیت کلی را بیش از حد بیان میکند. در این روش اثرات مقدار ریزدانه، بـر اسـاس قضاوت های تجربی پیشنهاد شده و در نتیجه به عنوان بخشی در برازش اعمال نشده است. این همبستگی برای خاک های با مقـادیر ریزدانه ی متغیر قابل کاربرد است، از اینرو می توان آن را برای هر دو نوع خاک ماسه ای و سیلتی به کار برد. اگرچه همانگونه که در شکل (24-5-ب) نشان داده شده است، عدم قطعیت یا پراکندگی بالا است.

در رابطه ی پیشنهادی Toprak et al. 1999نیز یک پایگاه اطلاعاتی از تاریخچه های موردی محلی به روز شده و وسیع مورد

استفاده قرار گرفت و داده های مشکوک استفاده شده توسط Liao et al. 1988 حذف شد (24-5-پ). مشـابه بـا مطالعـات   ،Youd and Noble 1997a ابزار برازش پایه برازش دودویی بوده و باز هم عدم قطعیت های کلی حاصـل بـالا اسـت. مشـابه بـا حالت قبلی تصحیحات مربوط به ریزدانه و ضریب مقیاس بزرگا از پیش تعیین می شوند و به عنوان بخشی از برازش به کار نمی روند که این امر خود باعث کاهش بیشتر تناسب مدل شده و عدم قطعیت و پراکندگی را زیاد میکند.

 Cetin 2000 همبستگی جدیدی را بر اساس داده های SPT برای ارزیابی احتمال روانگرایی خاک ارائه داد. این همبستگی هـا چندین منبع انحراف مربوط به گذشته را حذف نموده و کاهش قابل توجهی در عدم قطعیت و پراکندگی کلی ب آورده وجود نـد. شـکل(24-5-ت) این همبستگی را با خطوط همتراز احتمال روانگرایی نشان می دهد. همانگونه که در این شکل نشان داده شده است، در مقایسه با روش های قبلی عدم قطعیت کلی بیشتر کاهش یافته است. در واقع در این رابطه عدم قطعیت بـه انـدازهای کـاهش پیـدا کرده است که عامل اصلی عدم قطعیت در جایی که متعلق به آن است، یعنی در توان مهندسی برای ارزیابی نسـبت تـنش تنـاوبی و مقادیر نمایندهی عدد نفوذ استاندارد برای طراحی، قرار بگیرد.

در استخراج این همبستگی به طور کلی دو اصلاح عمده و قابل توجه بر روی تلاش های قبلی صـورت گرفـت. نخسـت ارزیـابی اصلاح شده ی بیشینه ی شتاب افقی زمین amax در های ساختگاه حاوی تاریخچه ی موردی زلزله بوده است. ابه ین صورت که amax  میانگین هندسی دو مولفه ی افقی عمود بر هم درنظر گرفته شد؛ روابط کاهندگی بر مبنای زلزله های مشـخص واسـنجی شـدند و در تمام حالات که اطلاعات جزیی کافی و حرکات زمین ثبت شده ی نزدیک به ساختگاه موجود بود، تحلیل های پاسخ ساختگاه مختص محل مورد نظر انجام شد.

دومین اصلاح اصلی صورت گرفته تخمین بهتر نسبت تنش تناوبی برجا در داخل لایه ی بحرانی برای هر یک از تاریخچه های موردی محلی بود. این امر با تعریف دقیقتر و جامع تر ضریب کاهش تنش در عمق صورت گرفت که در ابتـدای ایـن فصـل بـه آن اشاره شد.

برای ارایه ی Juang et al. 2002 وTopark et al. 1999 ،Lai et al. 1990 روش رگرسیون خطی مشابهی توسط مدل های احتمالاتی براساس داده های CPT استفاده شده است. در تمام مدلهای ارائه شده براساس ،CPT مقاومت نفوذ مخروط همپایه شده ی بدون بعد q N1c و لگاریتم نسبت تنش تناوبی ناشی از زلزلهای با بزرگای 5.7 CSR ln 7 /5 به عنوان متغیرهای تشریحی استفاده شده اند.

در سال های اخیر Moss et al. 2006 با بهره گیری از مطالعات Cetin et al. 2004 و انجام تحلیل های جامع احتمالاتی به روش Baysian و همچنین استفاده از یک پایگاه داده های CPT با کیفیت بالا، یک رابطه ی رگرسیون برای تعیین احتمال پتانسیل روانگرایی ارائه نمودند.

مطالعات مشابهی هم در خصوص تعيين احتمال وقوع روانگرایی براساس سرعت موج برشي انجام پذيرفته است كه از آن جمله میتوان به Juang et al. (2001) وKayen et al. (2004) اشاره نمود.

آخرین پروژه ها

مطالب بیشتر