Beslutsteori i geotekniken: Förstudie
2023 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [sv]
Byggande av geotekniska konstruktioner innebär ofta stora investeringar av samhällets resurser, ofta i form av skattemedel. Myndigheter som bygger och förvaltar stora geotekniska anläggningar har därför ett ansvar att fatta genomtänkta beslut avseende utformning, byggande och förvaltning. Med ett riskbaserat beslutsfattande kan kostnaderna över tid minimeras. I praktiken kräver detta att man kan ta fram modeller dels för sannolikheten för olika framtida scenarier, dels för de kostnader som de olika scenarierna medför. Detta blir ofta avancerade beslutsteoretiska problem, vars lösning dock sällan studerats inom geotekniken.
Denna förstudie syftar till att undersöka potentialen i bayesiansk beslutsteori för att lösa praktiska geotekniska dimensioneringsfrågor. Förstudien ger dels en översikt över hur bayesiansk beslutsteori principiellt kan tillämpas på geoteknisk dimensionering, dels ett omfattande praktiskt beräkningsexempel för optimeringen av en överlast för en bank på lera. Författarnas bedömning är att den beslutsteoretiska analysmetoden som användes i exemplet är generellt tillämpbar på liknande problem där många beslut fattas i sekvens, givet att det finns en probabilistisk modell av den geotekniska konstruktionen. Slutligen noteras att det inte föreligger något större behov av att utveckla själva de beslutsteoretiska modellerna. Forskningsarbetet bör därför framöver riktas mot att försöka beskriva vanligen förekommande geotekniska frågeställningar som beslutsteoretiska problem och därefter utveckla probabilistiska geotekniska modeller som möjliggör deras lösning.
Abstract [en]
Construction of geotechnical engineering structures often requires large societal investment of resources, often in terms of tax funds. Public authorities that construct and manage large geotechnical engineering structures therefore have a responsibility to make well thought out decisions concerning design, construction, and operation. Making risk-based decisions can over time minimize costs. This requires in practice that probabilistic models of future scenarios and associated costs are developed, making up advanced decision theoretical problems, the solution of which rarely has been studied in geotechnical engineering.
This prestudy aims to investigate the potential of using Bayesian statistical decision theory to solve geotechnical design issues in practice. The prestudy provides first an overview of how Bayesian statistical decision theory can be applied to geotechnical design, followed by an extensive practical calculation example concerning the optimization of a surcharge for an embankment founded on soft clay. The authors’ find that the decision theoretical analysis method used in the example should be generally applicable to similar issues, where many decisions are made in sequence, given that there exist a probabilistic model of the geotechnical engineering structure. Finally, the authors note that there is no imminent need to develop the decision theoretical models per se; research effort should therefore be directed toward describing common geotechnical design issues as decision theoretical problems and developing geotechnical models that allow their solution.
Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2023. , p. 39
Series
TRITA-ABE-RPT ; 2317
Keywords [en]
Bayesian, decision theory, risk, geotechnical engineering, POMDP, heuristics
Keywords [sv]
bayesiansk, beslutsteori, risk, geoteknik, POMDP, heuristik
National Category
Geotechnical Engineering and Engineering Geology
Research subject
Civil and Architectural Engineering, Soil and Rock Mechanics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-338296ISBN: 978-91-8040-692-5 (print)OAI: oai:DiVA.org:kth-338296DiVA, id: diva2:1805873
Funder
Swedish Transport AdministrationSwedish Research Council Formas, 2018-01017
Note
Två vetenskapliga artiklar är kopplade till denna rapport:
Artikel A: https://doi.org/10.1680/jgeot.22.00408
Artikel B: https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-334482
QC 20231123
2023-10-182023-10-182025-02-07Bibliographically approved