Application of Response Surface Methodology in Numerical Geotechnical Analysis

Abstract

Concepts and techniques of Response Surface Methodology (RSM) have been extensively applied in many branches of engineering, especially in the chemical and manufacturing areas. This paper presents an application of the methodology in Geotechnical Engineering, in which evaluating the significance of a large number of factors or parameters and their interactions, as well as obtaining a simple relationship that defines the response as a function of the significant factors and interactions are of interest. RSM is applied to Newmark displacement analysis of submarine slopes, in which several parameters are required to compute slope permanent displacement under earthquake loads. The most significant factors that affect Newmark slope displacement are identified and a replacement model is obtained. The results are also useful to carry out uncertainty analysis using the Monte Carlo simulation method, in which numerous runs are required. The replacement models can effectively replace complicated numerical analyses, are easier to use and explain, and much faster to replicate for simulation purposes. RÉSUMÉ Des concepts et les techniques de la méthodologie de surface de réponse (RSM) ont été intensivement appliqués dans plusieurs branches de la technologie, particulièrement dans les secteurs de produit chimique et de fabrication. Cet article présente une application de la méthodologie dans la géotechnique, dans laquelle l'évaluation de la signification d'un grand nombre de facteurs ou de paramètres et leurs interactions, aussi bien qu'obtenir un rapport simple qui définit la réponse comme une fonction des facteures significatifs et des interactions sont d’un grand intérêt. RSM est appliqué à l'analyse de déplacement de Newmark des pentes sous-marines, dans lesquelles plusieurs paramètres sont exigés pour calculer le déplacement permanent de pente sous des charges sissmiques. Les facteurs les plus significatifs qui affectent le déplacement de pente de Newmark sont identifiés et un modèle de rechange est obtenus. Les résultats sont également utiles pour effectuer l'analyse d'incertitude en utilisant la méthode de simulation de Monte Carlo, dans laquelle de nombreuses itérations sont exigées. Les modèles de rechange peuvent efficacement remplacer des analyses numériques compliquées, sont plus faciles à employer et expliquer, et beaucoup plus rapide à replier pour la simulation.

13 Figures and Tables

Cite this paper

@inproceedings{Zangeneh2005ApplicationOR, title={Application of Response Surface Methodology in Numerical Geotechnical Analysis}, author={Neda Zangeneh and Alireza Azizian and Leonard M. Lye and Radu Popescu}, year={2005} }