Beslutsteori i geotekniken : Förstudie

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.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.Två vetenskapliga artiklar är kopplade till denna rapport:Artikel A: https://doi.org/10.1680/jgeot.22.00408Artikel B: https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-334482QC 20231020