Πιθανοτικός Σχεδιασμός Παράκτιων Έργων

Abstract

Ο κύριος στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός στατιστικού μοντέλου κυματικής διάδοσης έτσι ώστε οι μακροπρόθεσμες κυματικές στατιστικές να μεταφέρονται από τα βαθιά σε πιο ρηχά νερά, ήτοι στη θέση των παράκτιων κατασκευών, και στη συνέχεια η χρησιμοποίηση της πληροφορίας αυτής σε μία πολυπαραμετρική πιθανοτική μεθοδολογία για την εκτίμηση της αξιοπιστίας των παράκτιων κατασκευών. Οι επιμέρους ερευνητικοί στόχοι, καθώς και τα σημαντικότερα καινοτόμα σημεία της παρούσας διατριβής, παρατίθενται παρακάτω: -Η εφαρμογή μίας στατιστικής τεχνικής ώστε να επιτευχθεί μία σημαντική μείωση του όγκου δεδομένων στα βαθιά νερά χωρίς απώλεια των έντονων θαλάσσιων καταστάσεων και της ακρίβειας στον προσδιορισμό της συνάρτησης της μακροπρόθεσμης από κοινού πυκνότητας πιθανότητας των μεταβλητών φόρτισης.-Η επέκταση της βραχυπρόθεσμης συνάρτησης της από κοινού πυκνότητας πιθανότητας του ύψους και περιόδου των κυματισμών εντός μίας θαλάσσιας κατάστασης στα βαθιά νερά για να ενσωματώσει την κατευθυντικότητα των κυματισμών μέσω της χρήσης μίας θεωρητικής σχέσης διασποράς κατευθυντικότητας που εξαρτάται από την κυματική περίοδο και θεωρεί το ύψος, την περίοδο και την κατεύθυνση εξαρτημένα πιθανοτικά. -Η μεταφορά των βραχυπρόθεσμων κυματικών στατιστικών, π.χ. κάθε θαλάσσιας κατάστασης, από τα βαθιά σε πιο ρηχά νερά, μέσω μίας τεχνικής κύμα προς κύμα και της ανάπτυξης ενός γραμμικού μοντέλου κυματικής διάδοσης. -Η ολοκλήρωση των βραχυπρόθεσμων με τις μακροπρόθεσμες κυματικές στατιστικές σταενδιάμεσα νερά με στόχο την εκτίμηση των μακροπρόθεσμων συναρτήσεων πυκνότητας πιθανότητας των μεταβλητών φόρτισης στη θέση αυτή. -Η χρησιμοποίηση της στατιστικής ανάλυσης στο σύνολο των θαλάσσιων καταστάσεων και της ανάλυσης ακραίων τιμών βασισμένη σε γεγονότα στην εκτίμηση της πιθανότητας αστοχίας των παράκτιων έργων στη διάρκεια της ζωής τους. -Η ανάπτυξη μίας πολυπαραμετρικής ανάλυσης αξιοπιστίας μίας παράκτιας κατασκευής συνδυάζοντας στοχαστικές μεταβλητές με μηδενικό και μη μηδενικό βαθμό επικινδυνότητας, η οποία αναφέρεται στην παρούσα διατριβή ως μία συνδυασμένη ανάλυση χρονικά-ανεξάρτητων και –εξαρτώμενων μεταβλητών. -Η ενσωμάτωση της συγκεκριμένης ανάλυσης αξιοπιστίας στο σχεδιασμό των παράκτιων κατασκευών, με αναφορά στο παράδειγμα των συμβατικών κυματοθραυστών με πρανή. Επιπρόσθετα, σημειώνεται ότι πραγματοποιήθηκαν συγκρίσεις του μοντέλου που χρησιμοποιήθηκε στα πλαίσια της διατριβής, σε επίπεδο βραχυπρόθεσμων θαλάσσιων συνθηκών. Οι συγκρίσεις αυτές αφορούν τόσο στα βαθιά νερά όσο και τα ενδιάμεσα νερά, όπου οι εκτιμήσεις του γραμμικού μοντέλου διάδοσης συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα ενός γνωστού και εμπορικού μη γραμμικού μοντέλου. Οι συγκρίσεις αυτές ανέδειξαν την περιοχή εγκυρότητας και τους περιορισμούς εφαρμογής του μοντέλου που αναπτύχθηκε. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, επωφελούμαστε από την ταχύτητα του μοντέλου, πουαναπτύχθηκε, στο να μεταφέρει με ικανοποιητική ακρίβεια την μακροπρόθεσμη κυματική πληροφορία από τα βαθιά νερά στη θέση των παράκτιων έργων. Επίσης, μία σημαντική συνεισφορά της διατριβής στο αντικείμενο της αξιοπιστίας των παράκτιων κατασκευών αποτελεί η χρησιμοποίηση δύο μεθοδολογιών για την εκτίμηση της πιθανότητας αστοχίας των παράκτιων κατασκευών στη διάρκεια της ζωής τους, και η συγκριτική αξιολόγηση μεταξύ των δύο αυτών προσεγγίσεων, η οποία ανέδειξε την πιο κατάλληλη μεθοδολογία σε σχέση με τον σκοπό της ανάλυσης και τη διάρκεια των διαθέσιμων κυματικών μετρήσεων.