DEL104 – 11204256 Geotechnical Reliability Analysis for Practical Applications (GRAPA)

Geplaatst op: 29 maart 2021

Aanleiding van het project

Faalkansanalyse geeft voor geotechnische constructies een scherper
beeld van de veiligheid en daarmee van de aanvaardbare
restlevensduur. Bij complex constructief gedrag is het echter vaak nodig
om geavanceerde analysetechnieken (bv. Eindige Elementen Methode,
EEM) toe te passen voor het bepalen van de faalkans. De rekentijden
Aanleiding voor het project van volledig probabilistische EEM-analyses zijn met de nu beschikbare
technieken zeer lang (orde weken, maanden tot jaren) en de
robuustheid is nog onvoldoende. Voor toepassing van faalkansanalyses
voor complexe geotechnische vraagstukken (bv. kademuren) in de
praktijk is het noodzakelijk om de analyses sneller en robuuster te
maken. Het lange-termijn doel is om de (technische) levensduur van
geotechnische constructies zoals kademuren op een praktische en
verantwoorde manier te kunnen verlengen.

Doel van het project

Doel van dit project is het praktisch toepasbaar maken van recent
ontwikkelde surrogate modelling technieken ter verbetering van
faalkansanalyses voor kademuren en vergelijkbare geotechnische
constructies welke met EEM-modellen getoetst en ontworpen worden.
Hiervoor is het nodig om de rekentijd van de faalkansanalyse te
reduceren tot maximaallweek (of 1000 EEMberekeningen) en moet de analyse goed duidbare resultaten geven (geen black box). De surrogate modelling technieken zijn tot nu toe alleen in andere
engineering domeinen in academische studies toegepast. Voor
praktische toepassing in de geotechniek wordt dan ook nodige
doorontwikkeling en uitbreiding van deze technieken noodzakelijk
geacht. Hiermee geeft het project directe invulling aan de K&I vragen in
de KIC Natte Infrastructuur en Kunstwerken met betrekking tot
probabilistische toetskaders en maatregelen ter verlenging van de
technische levensduur of het beter benutten van infrastructuur

Omschrijving van de activiteiten

2019
• voorstudie en implementatie: identificeren en koppelen
kansrijke combinaties: surrogate modelling (bv. adaptive
kriging) met faalkansanalyse (bv. Importance Sarnplinq)
• case study data: identificeren van minimaal twee
representatieve case studies data verzamelen en opstellen
modellen
• testen en doorontwikkelen methodes a.d.h.v. de cases
2020
• (vervolg testen en doorontwikkelen analysemethodes a.d.h.v.
meer complexe constructies)
• rapportage en concept handreiking (incl. stappenplan en default
instellingen etc.) ter uitvoering van faalkansanalyses voor
grond-constructie interactie problemen
• journal article: wetenschappelijke publicatie over de
ontwikkelde methode en performance op case studies
Activiteit Type activiteit Rol partijen
Deltares voert uit; PoR
voorstudie en industrieel adviseert met oog op
implementatie onderzoek praktische toepasbaarheid
op termijn.
case studie data
industrieel PoRverzamelt data en
onderzoek stelt deze ter beschikking
Deltares voert uit; PoR
testen en industrieel
adviseert met oog op
doorontwi kkeien onderzoek
praktische toepasbaarheid
methodes op termijn, evtl. met
inbreng ingenieursbureau.
rapportage en concept industrieel Deltares lead author, PoR
handreiking onderzoek vult aan en reviewt.
journal article
industrieel Deltares lead author, PoR
onderzoek co-author.

Verwachte resultaten

Volgnr Wat Wanneer
(jaar)
Rapport met bevindingen methode testen en
1 uiteindelijk ontwikkelde methode combinaties, incl. 2020
case studies
Concept handreiking faalkansanalyse grond-
2
constructie interactie (vastleggen inzichten
kademuren cases; in het vervolg te verwerken in 2020
geotechniek-brede handreikingen en regelgeving)

Innovativiteit

De momenteel gangbare methodes om faalkansanalyses uit te voeren
zijn niet of nauwelijks geschikt voor toepassing met EEM-analyses. Dit
komt voornamelijk door convergentieproblemen (bv. FORM) en zeer
lange rekentijden (bv. Monte Carlo analyse of Directional Sampling).
Het innovatieve gehalte van het project ligt in het testen en
doorontwikkelen van recent ontwikkelde wetenschappelijke methodes,
waarvan de resultaten buiten de civiele techniek en geotechniek
veelbelovend zijn. Het succes van de voorgestelde methode zit met
name in het efficiënt gebruik maken van de tijdrovende EEM
berekeningen en het ontwikkelen van een separate omgeving waarin de
faalkansanalyse robuust uitgevoerd kan worden.

Valorisatie

Welk product
Wie gaat het gebruiken?
Wie gaat ervoor zorgen, en
(zie boven)? hoe?
1 Rapport / Deltares Deltares implementeert
methode Port of Rotterdam (PoR) methodes in door derden te
gebruiken software
Wetenscha ppel ij ke
1 Rapport / Deltares / academia publicaties (met focus op
methode innovatieve ontwikkelingen
methode)
2 Concept
Markt (bv. Doorontwikkeling tot breder
handreiking ingenieursbureaus) / toepasbare regelgeving
Deltares door Deltares

Link naar projectresultaten…