Application of Random Set Finite Difference Method into a deep urban excavation

Seyedmehdi Poor moosavian, Won Taek Oh, Othman Nasir

In the proceedings of: GeoSt. John's 2019: 72nd Canadian Geotechnical Conference

Session: Numerical Modeling of Landslides

ABSTRACT: Engineers have been attempting to design geotechnical structures in such a way to achieve the best performance with the minimum budget. To satisfy this demand, reliability methods have been proposed to increase the performance and serviceability; but, decrease the probability of failure in geotechnical structures by considering parameter uncertainties in design. Among various reliability methods, in the present study, Random Set theory in combination with finite difference method (RS-FDM) was used to investigate its applicability and efficiency in geotechnical practice. The 27-meter-deep urban excavation located in Tehran, Iran was chosen as a case study. The excavation was modeled numerically using FLAC3D software. The crown horizontal displacement and factor of safety were considered as desired performance functions. To find the most influential parameters on the desired performance functions, a sensitivity analysis was conducted for 19 different input parameters. The RS-FDM results fall well within the range of site measurements. The probability of failure was estimated to be 0.00002, which indicates that the excavation is safe against failure.

RÉSUMÉ: Les ingénieurs ont essayé de concevoir des structures géotechniques de manière à obtenir les meilleures performances avec un budget minimum. Pour satisfaire cette demande, des méthodes de fiabilité ont été proposées pour augmenter les performances et la facilité de maintenance; mais, diminuez la probabilité de défaillance des structures géotechniques en tenant compte des incertitudes de paramètres dans la conception. Parmi les différentes méthodes de fiabilité, la présente étude utilise la théorie des ensembles aléatoires en combinaison avec la méthode des différences finies (RS-FDM) pour étudier son applicabilité et son efficacité dans la pratique géotechnique. Les fouilles urbaines de 27 mètres de profondeur situées à Téhéran, en Iran, ont été choisies comme étude de cas. L'excavation a été modélisée numériquement à l'aide du logiciel FLAC3D. Le déplacement horizontal de la couronne et le facteur de sécurité ont été considérés comme des fonctions de performance souhaitées. Pour rechercher les paramètres les plus influents sur les fonctions de performance souhaitées, une analyse de sensibilité a été réalisée pour 19 paramètres d'entrée différents. Les résultats RS-FDM se situent bien dans la plage des mesures sur site. La probabilité de défaillance a été estimée à 0,00002, ce qui indique que l'excavation est sans danger.

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Seyedmehdi Poor moosavian; Won Taek Oh; Othman Nasir (2019) Application of Random Set Finite Difference Method into a deep urban excavation in GEO2019. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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