جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "تعادل حدی" در نشریات گروه "آب و خاک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «تعادل حدی» در نشریات گروه «کشاورزی»-
تحلیل احتمالاتی پایداری شیب خاکی جداره رودخانه در شرایط تغییرات سطح آب و همبستگی متغیرهای تصادفی خاک
تحلیل پایداری شیب های خاکی در مسائل مهندسی مربوط به بررسی خاکریز جاده ها، جداره رودخانه ها و شیب های بالادست و پایین دست سدهای خاکی حائز اهمیت می باشد. با توجه به تاثیر عدم قطعیت و مقادیر تصادفی متغیرهای ژئوتکنیکی موثر بر پایداری شیب خاکی جداره رودخانه و وجود همبستگی میان این متغیرها، در تحقیق حاضر از تحلیل احتمالاتی مشترک متغیرهای تصادفی دارای همبستگی (در این تحقیق، زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک) با کاربرد توابع کاپولا در بررسی پایداری این شیب های خاکی استفاده شد. همچنین در انجام تحلیل ها تاثیر تغییرات تراز سطح آب رودخانه و تاثیر کاربرد روش های تعادل حدی مختلف در تعیین پایداری شیب در قالب یک مطالعه موردی در چهار مقطع از رودخانه شلمان رود استان گیلان مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام تحلیل های احتمالاتی یک برنامه رایانه ای در محیط نرم افزار MATLAB توسعه داده شد. نتایج نشان داد که تابع کاپولا فرانک و روش تعادل حدی مورگنسترن-پرایس ابزار مناسبی در انجام تحلیل احتمالاتی به منظور تعیین توزیع احتمال ضریب اطمینان پایداری شیب خاکی جداره رودخانه می باشند. بررسی توزیع های احتمال ضریب اطمینان به دست آمده از روش های مختلف تعادل حدی نشان داد که تابع توزیع نرمال در مقایسه با تابع توزیع مقادیر حدی GEV برازش بهتری بر نتایج دارد. با کاهش تراز آب در رودخانه، مقادیر ضریب اطمینان کاهش می یابد که بیشترین نرخ کاهش ضریب اطمینان در تغییر از تراز سطح آب حداکثر به ازای 20 درصد کاهش سطح آب رخ داده و کاهش ضریب اطمینان به ازای کاهش سطح آب از 20 به 40 درصد با نرخی کمتر ایجاد می شود.
کلید واژگان: تعادل حدی, عدم قطعیت, قابلیت اطمینان, کاپولا, نرم افزار GeostudioIntroductionStability analysis of earthen slopes is important for the investigation of road embankments, river walls and upstream and downstream slopes of earthen dams. The sloping earthen walls of the river are always subject to instability and failure caused by various factors such as floods, variations of the water level in the river. In investigating the stability of the earthen sloping walls of rivers, the role of hydraulic and geotechnical variables and their correlations are important as factors of creating uncertainty in the analyzes. The aim of current research is to investigate the effect of water level changes on the stability of the soil slopes of the river wall under the conditions of applying the correlation of effective random geotechnical variables with the use of copula functions. Also, comparing the performance of copula functions used in combination with limit equilibrium methods is another goal of this research.
MethodologyThe uncertainty and correlation of the random soil properties including the internal friction angle and the cohesion of the river sloping wall were investigated at four cross-sections of Shalmanrood river in Guilan province of Iran. To this end, a computer code was developed in MATLAB and five copula functions were applied to the soil properties and the calculated correlations and distributions were compared using Akaike and Bayesian information criteria to determine the best copula. Then in GeoStudio software, using three limit equilibrium methods including Bishop, Spencer and Morgenstern-Price the slope stability was approximated. The distributions of factor of safety were obtained for three scenarios of water level including the maximum observed level and the water level decline by 20 and 40 %.
Results and discussionFor the maximum water level in the river cross-section 1, the distribution of factor of safety was obtained in the range of 1.4-3.6 using the limit equilibrium method. By decreasing the water level by 20%, the factor of safety changes to 1.2-1.9 and declining the water level by 40% , the range is obtained 1.06-2.8. The same trends of decreasing the factor of safety by the water level decline in the river are observed in three other cross-sections. For the maximum river water level in cross-section 1, the maximum error of normal and GEV distributions were obtained equal to 7.8 and 11.4%, respectively. In addition, the error of normal and GEV distributions for water level decline by 20% were13.4% and 13.6% respectively. Finally, the error of 9% and 14.5% were obtained for the water level decline by 40% for the normal and GEV, respectively. It is observed that normal distribution offers better performance for all water levels and the errors of both distributions increase with water level decline. This trend is also observed in the all studied cross-sections.
ConclusionsThe performance of the Morgenstern-Price method compared to other limit equilibrium methods is not affected by the variations of the water level in the river and always offers acceptable results. Three limit equilibrium methods used (Bishop, Spencer, and Morgenstern-Price) provide similar results at lower values of the factor of safety (with lower cumulative probability, CDF). Frank copula is the best function to model the correlation of random variables affecting the studied sloping walls of the river. The highest rate of change in factor of safety is observed for the water level decline by 20%.
Keywords: Copula, GeoStudio software, Limit equilibrium, Reliability, uncertainty -
در بررسی پایداری دیواره شیب دار (شیروانی) رودخانه ها، عدم قطعیت پارامترهای مقاومت برشی خاک و تغییرات مکانی آنها بر دقت نتایج تاثیرگذار می باشند. امروزه تحلیل های احتمالاتی به عنوان روش های تکمیلی برای درک احتمال پایداری شیروانی بکار می روند. طی این تحقیق در قوس های رودخانه شلمان رود گیلان پس از مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی خاک، تحلیل احتمالاتی به روش مونت کارلو انجام شد. بدین منظور فشار منفذی و کرنش در شرایط نشت غیرماندگار به روش اجزای محدود مدل سازی گردیدند. سپس پایداری شیروانی با ترکیب روش مونت کارلو و روش های تعادل حدی ارزیابی و با نتایج تحقیقات دیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد که در قوس 2 (دارای بیش ترین انحنا) فشار آب منفذی پس از کاهش سطح آب رودخانه با سرعت کمی مستهلک گردید. همچنین نتایج تحلیل کرنش نشان داد که در تراز پائین تر از سطح آب نرمال رودخانه در قوس های ملایم، تورم و در قوس های با انحنای زیاد، فشردگی ایجاد شد. در تحلیل احتمالاتی به روش مونت کارلو با کاربرد رابطه قطعه ای معمولی، احتمال ناپایداری شیروانی در بازه زمانی بزرگ تری نسبت به رابطه مورگنسترن- پرایس برآورد گردید. همچنین با کاهش سطح آب رودخانه تابع چگالی احتمال ضریب اطمینان، تا 6/9 ساعت روند کاهش احتمال پایداری را نشان داد و در قوس با بیشترین انحنا (مقطع 2) نیز نسبت به قوس با حداقل انحنا (مقطع 4) ، با گذشت زمان تغییرات بزرگ تر در موقعیت تابع چگالی احتمال ضریب اطمینان مشاهده گردید.کلید واژگان: پیچان رود, تحلیل احتمالاتی, تعادل حدی, روش اجزای محدود, مونت کارلوWhile investigating the stability of slopes at the rivers, uncertainty of soil shear strength parameters and their spatial variations affect the accuracy of results. Nowadays, probabilistic analyses are adopted to understand the probability of slope stability as the complementary methods. Throughout the current research on the meanders in Shalmanrood river of Guilan, the probabilistic analysis using Monte-Carlo method was carried out after field and laboratory studies on the soil. Accordingly, the pore pressure and strain under unsteady condition were modeled using finite element method. Then the slope stability was evaluated combining Monte-Carlo and limit equilibrium methods and compared with other researches’ results. The results showed that at meandering section 2 (the highest curvature), pore water pressure was dissipated in low rate after decline of the water level at the river. Additionally, results of strain analysis demonstrated that at the water elevations lower than normal level, swelling and compression occurred in meanders with slight and high curvatures, respectively. The probabilistic analysis with Monte-Carlo method applying Ordinary Slice method approximated the probability of slope failure within a bigger time span, as compared to Morgenstern-Price method. Meanwhile by decrease of the water level in river, the probability density function (PDF) of the safety factor showed a descending trend within 9.6 hours. In meander with the maximum curvature (section 2), a bigger temporal variations were observed in the position of PDF of safety factor, as compared to the minimum curvature (section 4).Keywords: Finite element method, Limit equilibrium, Meandering river, Monte-Carlo, Probabilistic analysis
-
تراوش در سدهای خاکی یکی از م مه ترین ا مسئ ه من، لی است که عدم توج به آن جر به ایجاد فرسایش و از بین رفتن پایداری شیروانی می ها به شود .سد همین علت ضروری است با محاسبه مقدار دقیق دبی نشت از بدنه و پی و در نظر گرفتن ل مسائ اقدام به جلوگیری از خطرات جانی و مالی محتمل شود .در این تحقیق ل ، فنی و اقتصادی تحلی تراوش از بدنه و پایداری ی شیروان ن های بالادست و پایی حالت تراوش ، دست سد گلفرج برای حالت بعد از پایان عملیات ساخت O زلزله ، تخلیه سریع مخزن ، پایدار BE ،M ش CE با رو جانبو و ، بیشاپ ، های مختلف حالت حدی از قبیل اسپنسر مورگنسترن- پرا G یس با استفاده از مدل eo-Studio که مبتنی بر روش اء اجز د مح ود ت اس مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است .نتایج نشان د دا که دبی تراوش در مقطع عمیق بدون دیوارآب د عب 18/2 بن مترمک بر روز در واحد عرض بوده که در صورت استفاده از دیوار آب ی بند یا پتوی بتن به میزان دبی تراوش ب ، در بالادست ترتی د % 95% در حدو 10 و کاهش می . یابد نتایج حاصل از یل تحل ی پایداری شیروانی حاکی از پایداری شیروانی در تمام ت حال ها و همگرایی روش. های حالت تعادل حدی است .کلید واژگان: اجزاء محدود, تحلیل پایداری, تعادل حدی, دبی تراوش, سد خاکیSeepage in earth fill dams is one of the important factors that may cause the erosion and slope instability if it is ignored. Therefore, it is crucial to calculate the leakage discharge through the body of dam and foundation, to prevent economic and life hazards by considering technical and economical issues. In this research, the seepage analysis of the body and the stability of the upstream and downstream slopes of Golfaraj dam after construction, during steady state seepage, rapid drawdown of reservoir and OBE, MCE earthquakes have been investigated and compared by applying different limit state equilibrium methods including: Spencer, Bishop, Janbu, and Mohergenstren-Price, using built-in Geo studio software. The results showed that seepage discharge in a deep section without dike was 18.2 m3day-1 per unit width which was reduced in the case of applying a cutoff or a concrete blanket by 95 and 10 percent, respectively. Data obtained from the slope analysis indicated that the slope was stable under any circumstances and the limit equilibrium methods were convergent.Keywords: Earth fill dam, Finite element, Limit equilibrium, Seepage discharge, Stability analysis
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.