ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ ПРИ ОЦЕНКЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ЛИТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

©2020г. К.В. Кургузов1,*, И.К. Фоменко1,**, О.Н. Сироткина1,***

1 Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе, ул. Миклухо-Маклая, 23, Москва, 117997 Россия

*e-mail: kurgusov@yandex.ru

**e-mail: ifolga@gmail.com

***e-mail: onsirotkina@gmail.com
Поступила в редакцию 15.10.2019 г.
После доработки 6.12.2019 г.
Принята к публикации 18.12.2019 г.

Отсутствие полноты информации о составе, строении и свойствах литотехнических систем и законах проходящих процессов зачастую вызывает вопросы при строительстве объекта. Сбор, накопление и анализ данных, как правило, сопровождаются ошибками измерения, искажающими скудную информацию об инженерно-геологических условиях; механизмы поведения или разрушения объектов остаются не очевидными. С этим непосредственно связана неочевидность использования той или другой математической модели или расчетной методики. Данная проблематика усугубляется пространственно-временной случайной природой эндогенных и экзогенных процессов, воздействующих на литотехнические системы (ЛТС). Эти и многие другие факторы характеризуют неопределенность инженерно-геологических условий, в общем, и геотехнической модели в частности. В статье анализируется понятие – “неопределенность литотехнических систем”. Дается его определение, рассматриваются виды неопределенностей. Предлагаются варианты систематизации факторов неопределенности. Описаны основные подходы к оценке неопределенности ЛТС. Рассмотрена необходимость вероятностно-статистического подхода к учету факторов инженерно-гео- логической неопределенности. Делается вывод, что количественный учет неопределенности по-средством формирования и расчета моделей неопределенностей, учитывающих многомерные поля случайных величин, для анализа литотехнических систем не только целесообразен, но и необходимый процесс в современной инженерно-геологической практике.

Ключевые слова: литотехническая система (ЛТС), неопределенность, вероятностно-статистический подход, геостатистика, стохастическая геотехника

DOI: 10.31857/S0869780920020071

СПИСОК ЛИТЕРАТУРА

1. Болотин В.В. Применение методов теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. М.: Изд-во литературы по строительству, 1971. 255 с. 


2. Бондарик Г.К. Общая теория инженерной (физической) геологии. М.: Недра, 1981. 256 с. 


3. Бондарик Г.К. Теория геологического поля. М.: ВИМС, 2002. 129 с. 


4. Буслаева О.В., Королев В.А. Неопределенности в эколого-геологических системах и их систематизация // Инженерная геология. 2013. No 6. С. 56– 62. 


5. Векслер А.Б., Ивашинцов Д.А., Стефанишин Д.В. Надежность, социальная и экологическая безопасность гидротехнических объектов: оценка риска и принятие решений. СПб.: Изд-во ОАО “ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева”, 2002. 591 с. 


6. Вистелиус А.Б. Основы математической геологии. Ленинград: Наука, 1980. 389 с. 


7. Гарагаш Б.А. Надежность систем “основание–сооружение”. Т. 2. М.: АСВ, 2012. 471 с. 


8. Дмитриев В.В., Ярг Л.А. Методы и качество лабораторного изучения грунтов. М.: КДУ, 2008. 542 с. 


9. Земцов В.М., Земцова И.В. Элементы теории вероятностей и математической статистики. М.: АСВ, 2013. 538 с. 


10. Кауфман Б.Д., Шульман С.Г. Динамика систем сооружение – основание при неполной исходной информации (учет случайных и неопределенных факторов). СПб.: АО “ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева”, 2016. 418 с. 


11. Кургузов К.В., Фоменко И.К. Сравнительная оценка методов расчета свай на горизонтальную нагрузку // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. No 10. С. 1280–1291. 


12. Кургузов К.В., Фоменко И.К., Сироткина О.Н. Оценка несущей способности свай. Методы расчета и проблематика // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. No 10. С. 7–25.

13. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981. 487 с.

14. Пшеничкин А.П. Основы вероятностно-статистической теории взаимодействия сооружений с неоднородными грунтовыми основаниями. Волгоград: ВолГАСУ, 2006. 207 с.

15. Ржаницын А.Р. Теория расчета строительных кон- струкций на надежность. М.: Стройиздат, 1978. 239 с.

16. Стефанишин Д.В., Мализдерский Р.Н. Вероятностная оценка устойчивости береговых упоров ароч- ной плотины Нам Чиен (Вьетнам) в условиях неопределенности // Сб. докл. третьей научно-техн. конф. “Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии” / Ред. В.А. Зубакин. СПб.: АО “ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева”, 2008. С. 229–237.

17. Пендин В.В. Комплексный количественный анализ информации в инженерной геологии. М.: КДУ, 2009. 349 с.

18. Analyzing Uncertainty in Civil Engineering. W. Fellin, H. Lessmann, M. Oberguggenberger & R. Vieider (eds.). NewYork: Springer, 2005. 244 p.

19. DithindeM.etalCharacterizationofModelUncertain- ty in the Static Pile Design Formula // J. of geotechni- cal and geoenvironmental engineering. 2010. T. 137. V. 1. P. 70–85.

20. FentonG.A., Griffith D.V. Risk assessment in geotechnical egnineering. NewJersey: WILEY, 2008. 480 p.

21. Galbraith A.P. et al. Uncertainty in pile resistance from static load tests database // Geotechnical Engineering. 2014. T. 167. V. 5. P. 431–446.

22. Lee I.K. et al. Geotechnical engineering. Boston: Pit- man, 1982. 432 p.

23. McMahon B.K. Geotechnical Design in the face of un- certainty // Australian Geomechanics. 1985. No 10. P. 7–19.

24. National cooperative highway research program (NCHRP) / Load and Resistance Factor Design (LRFD) for Deep Foundations, REPORT 507. WASHINGTON: Transportation Research Board, 2004. 77 p.

25. Probabilistic methods for structural design / Guedes Soares, Carlos (Ed.). Lisbon: Springer science, 1997. 408 p.

26. Russelli C., Vermeer P. A. Probabilistic methods applied to geotechnical engineering. V. De Gennaro, J.-M. Perei- ra & P. Delage (eds.) // 2nd Int. Workshop of Young Doctors in Geomechanics (WHYDOC), Champs-sur- Marne, Paris, 2005. P. 361–366.

27. Trevor L.L. Orr. How Eurocode 7 addresses uncertainty, risk and decision making in geotechnical design / M. Beer, Siu-Kui Au & J.W.Hail (eds.) // Second Int. Conf. on Vulnerability and Risk Analysis and Manage- ment (ICVRAM) and the Sixth Int. Symp. on Uncer- tainty, Modeling, and Analysis (ISUMA). Liverpool, ASCE Press. 2014. V. 4. P. 2419–2428.

28. Whitman R.V. Evaluating calculated risk in geotechnical engineering // Geotechnical engineering ASCE. 1984. Col. 110. No 2. P. 145–188.