Contributions in Uncertainty Quantification Towards Reliability-based Rock Engineering Design
Notice bibliographique
Résumé
This thesis contributes to two distinct but related problems in contemporary rock engineering design which arise in the context of developing limit states design (LSD) protocols. In doing so, it identifies the discrepancies between geotechnical limit states design standards and customary rock engineering design procedures. These discrepancies are shown to be classified as (i) difficulties regarding definition of limit state functions stemming from model uncertainty, and (ii) parameter uncertainties stemming from lack of sufficient quantitative data. With regards to (i) above, this thesis demonstrates the existence of a significant component of neglected and unquantifiable model uncertainty in rock engineering, embodied in the form of various subjective-qualitative schemes (e.g. RMR, Q and GSI) commonly used in rock engineering. We suggest that the term “nebulous models” better describes the role of such schemes in engineering design, and discuss how their common application is a major obstacle to achieving rock engineering LSD, overcoming which requires community-wide efforts and a fundamental change in mindset. This thesis continues to discuss (ii) above in more detail. We introduce Bayesian data analysis (BDA) which allows logical augmentation of data with information from other sources (i.e. relevant historical data and expert knowledge) as a potential solution to the problem of limited data in rock engineering. Limiting our investigation to analysis of intact rock strength data, we develop Bayesian regression models that accommodate variability of strength data, and characterize the to-date neglected associated strength parameter uncertainties. We particularly address simultaneous analysis of tensile and compressive strength data. Furthermore, we propose a hierarchical Bayesian model for meta-analysis of rock strength data which results in shrinkage of uncertainty of estimated parameters. We further discuss how the results of this model may be used to augment future data. Also, this thesis develops a quantile regression model for obtaining strength curves that comply with LSD standard definitions of characteristic values. Finally, Bayesian regression analysis is used to reveal and characterize a neglected statistical property of strength of strongly anisotropic rock, namely, unequal variance with respect to loading direction. This thesis concludes with suggestions for the research required to further develop rock engineering LSD.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,023 | 0,054 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,007 |
| Communication savante | 0,006 | 0,008 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,008 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,006 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».