Chapter 13 POTENTIAL ROLE OF RELIABILITY IN FORENSIC GEOTECHNICAL ENGINEERING K K Phoon Department of Civil Engineering, National University of Singapore, Singapore 117576 E-mail cvepkk@nus.edu.sg G L Sivakumar Babu Department of Civil Engineering Indian Institute of Science, Bangalore, India, 560012 E-mail: gls@civil.iisc.ernet.in M Uzielli Georisk Engineering S.r.l., Florence, Italy E-mail : muz@georisk.eu ABSTRACT Chương thảo luận số vai trò độ tin cậy rủi ro ngành địa kỹ thuật pháp y Một Khung thống kê sơ trình bày để định lượng khác biệt dự kiến quan sát hiệu suất diện sai sót địa kỹ thuật khơng thể tránh khỏi có khả đáng kể phạm vi sai sót địa kỹ thuật xem xét Kết có ích tài liệu độ tin cậy rủi ro đánh giá cao Mục đích chương để khuyến khích thảo luận nghiên cứu lĩnh vực quan trọng bị bỏ qua 1 GIỚI THIỆU Địa kỹ thuật pháp y (Forensic geotechnical engineering -FGE) lĩnh vực tương đối ISSMGE TC40 thành lập vào năm 2005 thời chủ tịch tiến sĩ VVS Rao Tiểu ban triệu tập đạo tiến sĩ KK Phoon để khám phá vai trò tiềm độ tin cậy FGE Một tìm kiếm lướt qua Google từ khóa "độ tin cậy, pháp y, địa kỹ thuật" cho thấy khái niệm hoàn tồn Chương tìm cách khám phá khái niệm độ tin cậy / rủi ro khả hữu ích địa kỹ thuật pháp y Đây nghiên cứu sơ cho thấy khan nghiên cứu trước Brown (2006) cho rằng: "Khái niệm độ tin cậy 'khả hệ thống thực cách chấp nhận được' (Bea, 2006) quan trọng ngành địa kỹ thuật pháp y "Khơng có để bàn cãi Xây dựng với vật liệu tự nhiên đất đá khó khăn thách thức thay đổi không chắn liên quan đến tính chất kỹ thuật Trong thực tế, khía cạnh quan trọng mà phân biệt địa kỹ thuật khác kỹ thuật kết cấu thay đổi lớn (biến thiên tự nhiên / nội tại, thử lỗi, chuyển đổi không chắn đưa đo thông số chuyển đổi sang thông số kỹ thuật) liên quan đến chất địa vật liệu Trong trường hợp chất lượng bê tông, biến đổi (hệ số từ biến COV) phân loại sau ( trích dẫn đặc điểm kỹ thuật Viện Bê tông Hoa Kỳ): COV < 10% excellent COV = 10 – 15% good COV = 15 – 20% satisfact ory COV > 20% bad Các số COVs liên quan đến thay đổi tự nhiên địa vật liệu vấn đề liên quan sai sót đo đạc chuyển đổi khập khiễng lớn nhiều không nằm phạm vi hẹp Phoon & Kulhawy (1999a; 1999b) biên soạn sở lớn số liệu thống kê đất để hiệu chuẩn đơn giản hóa độ tin cậy- tảng phương trình thiết kế Chi tiết nêu Phần Một quan sát quan trọng rút từ nghiên cứu hiệu chuẩn họ biến thiên địa kỹ thuật thông số thiết kế phổ biến nhóm lại cách rộng rãi sử dụng loại chất lượng sau đây: Thông số địa chất Tính chất COV (%) Cường độ cắt khơng nước Thấp Trung Bình Ảnh hưởng góc ma sát 30 – 50 Cao 50 – 70 Thấp – 10 Trung Bình Hệ số phương ứng suất 10 – 30 10 – 15 Cao 15 – 20 Thấp 30 - 50 Trung Bình Cao 50 – 70 70 - 90 Những quan sát khơng hồn toàn đáng ngạc nhiên khối lượng vật liệu điều tra phương pháp trực tiếp hay gián tiếp vô nhỏ so với khối lượng quan tâm Chiles Delfiner (1999) trích dẫn khối lượng phân số điều tra Brent field, Biển bắc, 10-9 cho lõi cắt 10-6 cho đất cuối Tác động quan sát Leonards (1982) định nghĩa "thất bại" - chấp nhận khác biệt dự kiến quan sát kết -không thể đánh giá ý nghĩa cách sử dụng phương pháp xác định Rõ ra, "kết dự kiến" phải thay đổi cho tảng tiềm quan trọng biến thiên địa kỹ thuật Chúng ta lập luận biến đổi "cố hữu", ý nghĩa việc thay đổi, ngành địa kỹ thuật dựa tiêu chuẩn hành phương pháp tốt Một số giảm thành phần biến ln ln cách thực nhiều xét nghiệm khác nói chung mong đợi giảm hàng loạt Trong quan điểm thừa nhận rộng rãi thiết lập rộng rãi thực tế ngành địa kỹ thuật, thực tế có lẽ đáng tin cậy để định lượng "không thể chấp nhận Sự khác biệt "theo nghĩa thống kê Theo nghĩa rộng, kỹ thuật pháp y có liên quan đến việc điều tra thất bại với quan điểm trả lại ý kiến trách nhiệm Do đó, biện pháp thống kê mục tiêu "không thể chấp nhận khác biệt" (cụ thể, khác biệt khơng thể giải thích cách thay đổi bản) nên cung cấp thông tin hữu ích khác việc xây dựng quan điểm Cần nhấn mạnh, nhiên, tiêu thống kê dự kiến đề nghị phần sau không nên thay - không đánh giá thấp tầm quan trọng - đánh giá định tính sơ chất lượng thiết kế dựa kiến thức địa kỹ thuật kinh nghiệm Thay vào đó, họ phải phục vụ cơng cụ bổ sung mà cải thiện mức độ khách quan đánh giá địa kỹ thuật pháp y STATISTICAL FRAMEWORK 2.1 Rejection criteria for factor of safety Một hệ thống thống kê sơ xây dựng cách sử dụng hệ số an toàn chung (FS) số hiệu suất Có thể nghĩ FS biến xác xuất ngẫu nhiên với trung bình = μ, độ lệch chuẩn = σ hệ số biến thiên = σ / μ = θ Silva et al (2008) cung cấp số chứng thực nghiệm bổ trợ cho giả thuyết xác xuất sườn mái dốc Phân phối xác xuất khắc phục hạn chế thông số tải trọng ứng suất Đó hàm mơ hình mà "khả năng" thất bại, thất bại thơng thường có ý nghĩa xác định Hình minh họa cho phân phối xác xuất cho μ = θ = 0,3 Nó biểu diễn hàm phân bố chuẩn ln(FS) với giá trị danh nghĩa (λ) độ lệch chuẩn (ξ) cho bởi: λ = ln(μ) – 0.5ξ2 and ξ2 = ln(1+θ2) (1) Sự phân bố chuẩn tương đương với hình hiển thị hình với λ = 1,056 ξ = 0,29 Lưu ý độ lệch chuẩn ln(FS) (ξ) xấp xỉ với COV FS (θ) từ θ đến khoảng 0,5 Fail y 0.6 0.4 Probability densit 0.2 0 FS Fig.1 Log-normal distribution of FS Fail y 1.5 Probability densit 1.0 0.5 0.0 -1 ln(FS) Fig Equivalent normal distribution Việc thực quan sát, FS, xem mẫu trung bình (cỡ mẫu 1) từ tập hợp mẫu hệ số an tồn thể hình Rõ ràng giá trị thấp FS gần không thể, "không chắn" tập hợp mẫu tuân theo phân phối xác xuất với μ = θ = 0,3 Một sai lầm giải thích "thất bại" (như FS