دانشگاه شهید بهشتی

دانشکده  مهندسی آب و محیط زیست(پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور)

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران

گرایش مکانیک خاک و پی

عنوان:

ارزیابی ریسک در پایداری پروژه های گودبرداری با لحاظ کردن عدم قطعیت ها

استاد راهنما:

جناب آقای دکتر سعید خرقانی

استاد مشاور:

جناب آقای دکتر علی نورزاد

چکیده:

پروژه‌های گودبرداری در مناطق شهری همیشه در معرض خطر هستند. از اینرو در طراحی سازه نگهبان باید حاشیه ایمنی مناسب در نظر گرفته شود. روش‌های سنتی ارزیابی پایداری شیب که معمولا بر پایه قضاوت‌های تجربی مانند مفهوم ضریب اطمینان و روش تعادل حدی استوار است عدم قطعیت‌ها را در نظر نمی‌گیرند. تلاش‌ها برای کمی کردن عدم قطعیت‌ها و ریسک‌های موجود، موجب پیدایش رویکردهای مبتنی بر ریسک گردید. تحلیل قابلیت اطمینان و تحلیل ریسک روش‌های توسعه یافته‌ای برای غلبه بر این مشکل می‌باشند. در این روش، ضریب اطمینان بر اساس پارامترهای عدم قطعیت و سطح ریسک قابل قبول تعیین می شود. این روش را می توان برای ارزیابی ریسک و اقدامات لازم برای کنترل خطرات استفاده نمود. با استفاده از این روش‌ها می توان ریسک را ارزیابی کرده و اقدامات لازم را جهت کنترل ریسک انجام داد. روش شبیه‌سازی مونت‌کارلو یکی از ابزارهای ارزیابی احتمالاتی می باشد که بسیاری از عدم قطعیت‌ها را به منظور سنجش ایمنی پایداری ترانشه‌های گودبرداری لحاظ می کند. در تحقیق حاضر، ایمنی دیواره میخ‌کوبی شده با استفاده از روش احتمالاتی شبیه‌سازی مونت‌کارلو مورد بررسی قرار گرفته و شاخص قابلیت اعتماد و احتمال خرابی نیز محاسبه شده است.

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه

با رشد جمعیت، نیاز به ساخت و ساز افزایش می‌یابد و این مهم، جز با گسترش زیر ساخت‌های عمرانی امکان پذیر نمی‌باشد. از طرف دیگر کمبود زمین‌های مرغوب (زمین‌هایی که خاک آن برای ساخت و ساز دارای خصوصیات مکانیکی مناسب است) در شهرهای پر جمعیت و همچنین گرانی زمین در برخی مناطق موجب شده است تا ساخت و ساز در اعماق پایین‌تر از تراز زمین گسترش یابد. در بعضی مواقع بدلیل وجود موانعی از قبیل وجود ساختمان و تاسیسات زیرزمینی در ملک‌های مجاور گودبرداری‌ها بصورت قائم صورت می‌گیرد. بدیهی است برای جلوگیری از سوانح احتمالی عملیات گودبرداری باید با پایدار‌سازی همراه باشد. در صورتی که در طراحی پایدارسازی دیواره گودبرداری ضریب اطمینان[1] مناسب لحاظ نشود می‌تواند خسارات جانی و مالی جبران ناپذیری به بار آورد. اخباری که بعضاً در مورد واژگونی ساختمان‌های مجاور در حین گودبرداری منتشر می‌شود، ریسک‌پذیری و اهمیت این موضوع را نشان می‌دهد. از سوی دیگر عواملی که در تعیین ضریب اطمینان دخیل‌اند خود نیز دارای عدم قطعیت[2] هستند، بدین مفهوم که با تغییر هر یک از این عوامل ضریب اطمینان نیز دستخوش تغییر می‌گردد در نتیجه ریسک‌پذیری و احتمال خطر[3] نیز تغییر می‌یابد. در صورتی که در طراحی‌ها این موضوع نادیده گرفته شود می‌تواند هزینه‌های ناخواسته‌ای را تحمیل کند. باید توجه شود که ضرایب اطمینان خیلی بزرگ نیز هزینه‌های پایدارسازی را افزایش می‌دهد. لذا برآورد دقیق و آگاهانه ضریب اطمینان علاوه بر جنبه‌های ایمنی، به لحاظ اقتصادی نیز می‌تواند هزینه تمام شده این پروژه‌ها را کاهش دهد.

گودبرداری عمیق در بزرگراه نیکول[4] در سنگاپور نمونه‌ای از یک پروژه عظیم ژئوتکنیکی است که چند سال پیش منجر به یک فاجعه شد. این گودبرداری در عمق 30 متری و با 10 تا 15 متر عرض در خاک رس مارنی، با مهاربندی دیوار دیافراگم در حال اجرا بود که در بعد از ظهر 20 آوریل سال 2004، تیر بادبندی در بالای آن شکست و پیامد آن سقوط زمینی بطول 110 متر بود. که موجب ریزش بزرگراه نیکول در آن محدوده شد. همچنین جابجایی زیاد خاک موجب انفجار در لوله‌های گازرسانی و آتش‌سوزی شد. 4 نفر در این حادثه جان باختند. متاسفانه در سال‌های اخیر حوادث مشابهی در کشور عزیزمان ایران نیز اتفاق افتاده است. گسترش گودبرداری‌ها و احتمال رخ دادن حوادثی از این دست، اهمیت این موضوع را نشان می‌دهد. تحلیل سازه‌های ژئوتکنیکی مبتنی بر ارزیابی ریسک[5]، موضوعی است که اخیراً مورد توجه محققین قرار گرفته است. دلیل این رویکرد نیز وجود پارامترهای غیر قطعی یا همان عدم قطعیت‌ها در مسائل ژئوتکنیکی می‌باشد. چون وجود عدم قطعیت‌ها طراحی‌های غیر مطمئن را منجر می‌گردد. از این‌رو باید میزان نامطمئن بودن طراحی و ریسک‌های ناشی از این طراحی ارزیابی شوند تا با مدیریت ریسک[6]‌ها میزان خسارات را کاهش داد. مدیریت ریسک عبارت است از کاربرد سیستماتیک رویه ها، شیوه ها و سیاست های مدیریتی، برای شناسایی، آنالیز، ارزیابی، کاهش و نظارت بر ریسک. کاهش ریسک نیز استفاده از روش های مناسب و اصول مدیریت برای کاهش احتمال وقوع یک رخداد و یا عواقب نامطلوب آن، و یا هر دو می باشد. تخمین ریسک و مقایسه آن با معیارهای پذیرش (کمی و یا کیفی ) بخشی جدایی ناپذیر مدیریت ریسک است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید