Dr. Morgenstern 63年的经验总结---从确定性到不确定性 (Part 2)
本文接着【Dr. Morgenstern 63年的经验总结---从确定性到不确定性 (Part 1)】分享Dr. Morgenstern对性能不确定性【岩石工程基于性能的设计(Performance-based design in rock engineering)】的解释,简要介绍了他在发言中提到的Lumb Lecture。
2 性能不确定性
我在香港的Lume讲座上发表的一篇论文[(2000) 岩土工程实践中的表现(Performance in Geotechnical Practice)]探讨了性能不确定性问题,刚开始是试图了解我们在行业中的预测能力,当时很流行作预测,如果你要建造一个堤坝,首先会做一个试验性堤坝,然后做大量研究,邀请人们预测它什么时候会发生破坏,对桩基础使用了同样的方法,做大型试验,然后邀请人们从数据库中预测,所以我决定分析这些已发表的预测工作,来决定我们是否擅长预测。下面是我作的一个预测分类,如果误差在±5%的预测是优秀的,误差在±50%的预测则是很差。下面所示的是马来西亚在软粘土(soft clay)上建造高速公路的例子,他们制作了一个相当大的测试堤坝,提供了VST测试数据和未受扰动的土试样,邀请人们参加比赛,共有31个预测者参加了这场比赛,大多数人的预测显示是差的,这表明了我们预测的能力,所有其他案例都传递了同样的信息,这是我在这条道路上所学到知识的一个重要强化,即我们的世界充满了许多不确定性和许多方面的困扰,我们必须意识到这一点,这篇论文对管理风险进行了一些思考。我遇到了一位出色的环境科学家Southwood,他管理不确定性的方式给我留下了深刻印象,我复 制了他的一个指导原则,面对与岩土工程相关的内在不确定性,记住他的警告是明智的,即我们想知道的事情可能是不可知的(The things that we would like to know may be unknownable)。在这些案例之后,我得出结论: 如果岩土工程从对不确定性的承诺转变为对不确定性的分析,那么岩土工程性能的保证将得到加强,这就是我试图向大家介绍的反复出现的主题。我很高兴在准备这次演讲时读到了Curran, J.H. and Hammah, R.E.的精彩发言,他们的题目是"不确定性是国王,为它创造空间"。在这里引用一下,"如果在地质力学软件分析中没有为不确定性留出空间,任何结论都会受到质疑"。这个精彩的陈述被另一个陈述增强。为了准备这个总结性的演讲,我回顾了新加坡的Foon教授的一篇精彩的综述性论文,在国际土力学学会技术委员会的支持下,他们编写了一份关于地质力学数值方法的最先进的论文。他们回顾了数十年的文献后得出的结论是岩土软件可以通过计算破坏概率和可靠性来提供更好的决策支持,数值模拟的目的是为了增强决策制定和实践,而不是增强我们的预测能力。而事实上,我最终会得到一个更乐观的工作情况,数值模拟表明我们实际上有更大胆、更令人兴奋的信息和能力来传递,而不仅仅是成为增强预测能力的助手,所以让我们继续看几个从选定项目中学到的一些知识。
Lume Lecture是香港大学土木工程系为纪念Peter Lumb教授而开设的讲座。Peter Lumb教授是香港岩土工程的先驱者、教育家和建设者。Peter Lumb于1954年成为香港大学土木工程系的讲师,并开始了他32年的杰出学术生涯。他在1963年被提升为高级讲师,1966年成为讲师,随后在1976年成为土木工程教授。他于1986年从香港大学退休,于1998年12月去世。为了纪念他的贡献,香港大学土木工程系和香港工程师学会岩土工程部共同设立了一个名为 "Lumb Lecture"的杰出讲座。该讲座每两年举办一次,由一位国际公认的岩土工程专家发表演讲。
2000年5月10日,Dr. Morgenstern教授在香港会议和展览中心发表了首届Lumb讲座。讲座的题目是 "岩土工程实践中的表现(Performance in Geotechnical Practice)"。
第12届Lumb讲座将于今年2023年6月27日(星期二)在香港大学黄礼逊剧院举行,讲座人是NGI的自然灾害专家顾问Dr. Suzanne Lacasse,她的演讲题目是《风险评估和管理:减少山体滑坡风险的必要见解(Risk assessment and management: Necessary insight to reduce landslide risk)》。
4 参考
[1] Morgenstern, N.R. (2000). Performance in Geotechnical Practice. The Inaugural Lumb Lecture. May 10th, 2000, Hong Kong. HKIE Transactions, vol. 7, no. 2, pp 1-15. (pdf)[2] Renato Macciotta, C. Derek Martin & N.R. Morgenstern (2010) Risk management of large rock slopes - state of practice. Geo2010, p891-898, Calgary, Alberta (pdf)[3] Lumb, P. and A. T. Yeung (2002). A memorial collection of selected papers and memoir of Professor Peter Lumb.[4] Curran, J.H. and Hammah, R.E. (2006) Seven Lessons of Geomechanics Software Developement. Proceedings of the 41th US Symposium on Rock Mechanics, Golden, Colorado.[5] Phoon, K.K. et al. (2022) Geotechnical Uncentainty, modeling, and decision making. Soil and Foundations, 62: 1-22.