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 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  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.

2-1- بیان موضوع تحقیق

محققین همواره در پی کمی کردن پدیده‌ها و استفاده از نظریه‌های احتمالاتی جهت مدل کردن و آنالیز آن‌ها بوده‌اند. کمی کردن پدیده‌ها و استفاده از نظریه‌های احتمالاتی در قرون 16 و 17 مورد توجه قرار گرفت. موضوع ریسک و مدیریت آن نیز چند سال پس از آن مطرح شد و به سرعت در علوم مختلف مورد توجه قرار گرفت ولی شکل امروزی آن پس از سال 1960 مطرح شد که موجب بوجود آمدن بیمه گردید. اصول ارزیابی و مدیریت ریسک کاربردی به صورت رسمی تر، برای مناطق شهری در معرض خطر زمین لغزش و کنترل شیب اطراف بزرگراه از دهه 1970 انجام شده است. در دهه 1980، و به خصوص در دهه 1990، با معرفی روش های کمی، مدیریت ریسک مسیر خطوط لوله و علی الخصوص مدیریت ریسک شیب ها توسعه یافت. محققان زیادی همچون وارنس (1984)، ویتمن (1984)، اینشتین (1988، 1997)، فل (1994)، لروی (1996)، وو و همکاران (1996)، فل و هارتفورد (1997)، ندیم و لاکاسه (1999)، هو و همکارانش. (2000) والتسد و همکارانش. (2001)، ندیم و همکاران. (2003)، ندیم و لاکاسه (2003، 2004)، هارتفورد و بیچر (2004)، و لی و جونز (2004). در این توسعه نقش داشته اند.

3-1- طراحی مبتنی بر ارزیابی ریسک

همانطور که بیان شد همه طراحی‌های مهندسی با عدم قطعیت مواجه هستند. عدم قطعیت در مشخصات مواد، شرایط بهره‌برداری، مدل‌های مهندسی و مواردی از این دست مشهود است. در واقع مهندسان ژئوتکنیک بدلیل وجود این عدم قطعیت‌ها ظرفیت طرح را بیشتر از مقدار مورد نیاز پروژه درنظر می‌گیرند. نسبت ظرفیت به نیاز (ضریب اطمینان) معمولاً برحسب تجربه انتخاب می‌شود. این روش اشکالات اساسی دارد. برای مثال این روش محافظه‌کارانه می‌باشد. در نتیجه، ضریب اطمینان بیش از حد در طراحی ناشناخته است. گرچه محافظه‌کاری در تخمین مشخصات خاک و نیروها معقول به نظر می‌رسد. بدلیل تنوع عدم قطعیت‌ها، یک ضریب اطمینان ثابت در مسائل مختلف احتمال‌های خرابی مختلفی را در پی دارند.

طراحی مبتنی بر ارزیابی ریسک می‌تواند برخی از محدودیت‌های ضریب اطمینان قطعی را تحت پوشش قرار دهد. طراحی مبتنی بر ارزیابی ریسک یعنی تلاش برای کمی کردن عدم قطعیت‌های ذاتی یک مسئله مهندسی و چگونگی برخورد با آن‌ها.

«طراحی مبتنی بر ارزیابی ریسک» در مهندسی ژئوتکنیک به دو بخش آنالیز داده و ساختار مدل تفکیک می‌شود در بخش آنالیز داده عدم قطعیت‌ها شناسایی شده و با استفاده از روابط آماری کمی می‌شوند. در مرحله ساخت مدل، روابط ریاضی جهت ارزیابی تأثیر عدم قطعیت‌ها در محاسبات بکار گرفته می‌شوند. از دیگر نتایج طراحی مبتنی بر ریسک، کمی کردن مقدار اعتمادپذیری سازه می‌باشد. این مقدار «شاخص قابلیت اطمینان[1]» نامیده می‌شود.

[1] – Reliability Index

1 – Cost-Benefit

[1] – Factor of Safety

[2] – Uncertainty

[3] – Probability of Failure

[4] – Nicoll