National Transport Library Research Database

BeFo 424- Effektiva simuleringar av brottsannolikhet – etapp 1: förstudie (BeFo 424- Efficient simulation of failure probability – Part 1: prestudy)

Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2020-09-01 -- 2022-09-30 Registration number:
  • Trafikverket 2020/71246
Subject(s): Online resources: Abstract: För att kunna använda sannolikhetsbaserade metoder vid dimensionering av bergkonstruktioner i praktiken, krävs i realiteten att man kombinerar sannolikhetsbaserade beräkningsmetoder med en numerisk beräkningsmodell, eftersom analytiska dimensioneringsmetoder inte alltid är lämpliga. Det kräver dock normalt att den numeriska beräkningsmodellen utvärderas väldigt många gånger genom så kallad Monte Carlo-simulering, vilket kan vara mycket tidskrävande. Det finns därför ett behov av att utveckla effektiva simuleringsmetoder för beräkning av brottsannolikhet. Sådana metoder bör sedan kunna integreras direkt i programvaror för numerisk modellering av bergkonstruktioner. I detta projekt ska vi undersöka om en avancerad Monte Carlo-metod, kallad AWH (Accelerated Weight Histogram method) och som utvecklades för beräkningar inom statistisk fysik, kan anpassas till att beräkna brottsannolikheter inom bergbyggande. Om AWH-metoden visar sig vara bättre än andra jämförbara befintliga beräkningsmetoder, kan det innebära ett internationellt genombrott inom hela byggvetenskapen för hur effektiva brottsannolikhetsberäkningar genomförs. Om resultatet i denna etapp 1 faller väl ut, ska förstudiens resultat ligga till grund för en större och bredare ansökan (etapp 2), med flera finansiärer, där AWH-metodens användbarhet undersöks för olika tillämpningar inom byggvetenskapen.Abstract: To be able to apply reliability-based methods in design of rock engineering structures, a combination of reliability-based methods and numerical modelling is typically required, as analytical design methods are not always applicable. This requires however that the numerical model be run many times in a Monte Carlo simulation, which can be very time-consuming. Therefore, there is a need to develop efficient simulation methods for calculation of failure probabilities. These new methods may later be integrated into software for numerical modelling. In this project, we will investigate whether an advanced Monte Carlo method, known as AWH (Accelerated Weight Histogram method), which was developed for calculations in statistical physics, can be adjusted to calculate failure probabilities of rock engineering structures. If the AWH method proves better than other existing calculation methods, we may have an international breakthrough regarding how failure probabilities are calculated for civil engineering structures. If the results of this first project part are favorable, we will continue the research in a larger and broader project (”Part 2”), for which we will apply for funding from several financers. In Part 2, we will investigate the usefulness of the AWH method for other applications within civil engineering.
Item type: