Search

Plagioclase feldspars are key components of terrestrial planets and deriving their phase diagram and activity-composition relations has been the subject of many studies. Three main approaches have been used for thermodynamic modelling of the behaviour of plagioclase feldspars, and all three disagree in terms of the magnitude and relative importance of mixing energies and ordering energies. The present study uses Monte Carlo simulations based on classical atomistic modelling to provide independent constraints over ordering and mixing for anorthite and its solid solution with albite. Unsurprisingly, Al-avoidance plays a key role. The competition between first-neighbour and second-neighbour interactions is highlighted, providing simple explanations to the high degree of short-range order in macroscopically disordered plagioclase. The mixing properties obtained in this study support strong non-ideality, with negative mixing enthalpy and temperature-dependent mixing entropy. Ordering energies are consistent with studies using Landau theory. Unfortunately, the form of the Landau equations hindered parametrisation of a full thermodynamic model from albite to anorthite, even though the thermodynamic formalism remains simple. Reasons, perspectives, and implications for the phase diagram of ternary feldspars are discussed., Author(s): Benoît Dubacq [sup.1] Author Affiliations: (1) grid.483106.8, 0000 0004 0366 7783, Sorbonne Université, CNRS-INSU, Institut des Sciences de la Terre de Paris, ISTeP UMR 7193, , Tour 46-00, 3ème [...]

The recruitment compensation metrics, the stock-recruit steepness (h) and compensation ratio ([kappa]), are difficult to estimate, yet they are integral components of contemporary fishery models. To aid in the estimation of [kappa] and h, a hybrid method to construct their prior distributions for a species is developed. The method is hybrid because it integrates (i) a meta-analysis of the relationship between maximum rates of recruit production ([alpha]) and asymptotic lengths obtained across fish species of different life histories and (ii) species-specific unfished spawning biomass per recruit ([[PHI].sub.0]). This method is applied to five finfish species found off the East Coast of the United States. Uncertainty is introduced by sampling growth parameters, [alpha], and natural mortality and--through Monte Carlo simulations--propagated into [[PHI].sub.0], [kappa], and h for the Beverton-Holt and Ricker stock-recruit relationships. Descriptive statistics and parameters from probability density functions of the simulated distributions of [kappa] and h are generated. The method developed requires fewer inputs than the reproductive ecology method while likewise allowing the development of species-specific statistics for [kappa] and h. These statistics, rather than their counterparts generated from classical meta-analyses, are better suited for use in fishery models. Les parametres de recruitment compensatoire, a savoir la pente de la relation stock-recrues (h) et le rapport de compensation ([kappa]) sont difficiles a estimer, bien qu'ils soient des composantes essentielles des modeles halieutiques contemporains. Pour faciliter l'estimation de [kappa] et de h, une methode hybride pour en construire des distributions a priori pour une espece est mise au point. La methode est dite hybride parce qu'elle integre (i) une metaanalyse d'une relation entre les taux maximums de production de recrues ([alpha]) et les longueurs asymptotiques obtenues pour differentes especes de poissons ayant differents cycles biologiques et traits demographiques, et (ii) pour une espece donnee, la biomasse feconde non exploitee par recrue ([[PHI].sub.0]). Cette methode est appliquee a cinq especes de poissons a nageoires des eaux americaines de l'ocean Atlantique. Une incertitude est introduite en echantillonnant des parametres de croissance, [alpha], et la mortalite naturelle et, a l'aide des simulations de Monte Carlo, elle est propagee dans [[PHI].sub.0], [kappa], et h pour les relations stock-recrues de Beverton-Holt et Ricker. Des statistiques descriptives et parametres tires de fonctions de densite de probabilite des distributions simulees de [kappa] et h sont generes. La methode mise au point necessite moins de donnees d'entree que la methode basee sur l'ecologie de la reproduction tout en permettant le developpement de statistiques en question pour [kappa] et h propres a une espece donnee. Les statistiques ainsigenerees devraient etre utilisees dans les modeles halieutiques, plutot que leurs equivalents decoulant de metaanalyses classiques. [Traduit par la Redaction], Introduction In the past two decades, parametric stock-recruit relationships (SRRs) have become integral modules of statistical catch-at-age (SCAA) and statistical catch-at-stage (SCAS) models (e.g., Walters et al. 2006; Methot and [...]

Deterministic seismic slope stability design charts for cohesive-frictional (c-^) soils are traditionally used by geotechnical engineers to include the effects of earthquakes on slopes. These charts identify the critical seismic load event that is sufficient to bring the slope to a state of limit equilibrium, but they do not specify the probability of this event. In this paper, the probabilistic seismic stability of slopes, modeled using a two-dimensional spatially random soil, is examined for the first time using the random finite element method (RFEM). Slope stability design aids for seismic loading, which consider spatial variability of the soil, are provided to allow informed geotechnical seismic design decisions in the face of geotechnical uncertainties. The paper also provides estimates of the probability of slope failure without requiring computer simulations. How the design aids may be used is demonstrated with an example of slope remediation cost analysis and risk-based design. Key words: seismic design, slope stability, probabilistic analysis, random fields, Monte Carlo simulation, design aids, spatial variability, cohesive-frictional soils. Les ingenieurs geotechniciens utilisent traditionnellement les diagrammes de conception deterministes pour la stabilite sismique des pentes des sols cohesifs frictionnels (c-[phi]) afin de prendre en compte les effets des seismes sur les pentes. Ces graphiques identifient l'evenement de charge sismique critique suffisant pour amener la pente a un etat d'equilibre limite, mais ils ne specifient pas la probabilite de cet evenement. Dans cet article, la stabilite sismique probabiliste des pentes, modelisee a l'aide d'un sol c-[phi] dimensionnel spatialement aleatoire, est examinee pour la premiere fois a l'aide de la methode des elements finis aleatoires (RFEM). Des aides a la conception pour la stabilite des pentes lors du chargement sismique, qui prennent en compte la variabilite spatiale du sol, sont fournies afin de permettre aux ingenieurs geotechniciens de prendre des decisions de conception sismique eclairees face aux incertitudes geotechniques. Le document fournit egalement des estimations de la probabilite de rupture de versant sans necessiter de simulations informatiques. La maniere dont les aides a la conception peuvent etre utilisees est illustree par un exemple d'analyse des couts de correction des pentes et de conception basee sur les risques. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : conception sismique, stabilite des pentes, analyse probabiliste, champs aleatoires, simulation de Monte Carlo, aides a la conception, variabilite spatiale, sols cohesifs frictionnels., 1. Introduction Earth slopes and embankments are commonly occurring geotechnical structures, be they naturally formed, cut, or constructed. Slopes can often be found near, or as part of, a larger [...]

Byline: Julius. Chiuyo, Innocent. Lugendo, Wilbroad. Muhogora Background: Accuracy of dose delivery in radiation therapy is a primary requirement for effective cancer treatment. In practice, dose delivery accuracy of [+ [...]

This paper summarizes 239 static load tests to evaluate the performance of four static design methods for axial resistance of driven piles in clay. The methods are ISO 19901-4:2016, SHANSEP, ICP-05, and NGI-05. The database is categorized into four groups depending on the load type (compression or uplift) and pile tip condition (open or closed end). The model uncertainty in resistance prediction is quantified as a ratio between measured and calculated resistance, which is called a model factor. The measured resistance is interpreted as a load producing a settlement level of 10% pile diameter. Database studies show that the four methods present a similar accuracy, where the mean and coefficient of variation (COV) of the model factor are around 1 and 0.3, respectively. The COV values are smaller than those for driven piles in sand available in literature. The model statistics determined from the database are applicable to a simplified or full probabilistic form of reliability-based design (RBD) of driven piles in clay. As an illustration, the resistance factors in load and resistance factor design (LRFD, a simplified form of RBD) are calibrated by Monte Carlo simulations. Key words: model uncertainty, axial resistance, driven piles, clay, load and resistance factor design. Cet article resume 239 tests de charge statique pour evaluer les performances de quatre methodes de conception statique pour la resistance axiale des pieux battus dans l'argile. Les methodes sont ISO 19901-4:2016, SHANSEP, ICP-05 et NGI-05. La base de donnees est divisee en quatre groupes en fonction du type de charge (compression ou soulevement) et de l'etat du bout du pieu (extremite ouverte ou fermee). L'incertitude du modele dans la prevision de la resistance est quantifiee en tant que rapport entre la resistance mesuree et la resistance calculee, appele facteur modele. La resistance mesuree est interpretee comme une charge produisant un niveau de tassement de 10 % du diametre du pieu. Les etudes de base de donnees montrent que les quatre methodes presentent une precision similaire, ou la moyenne et le coefficient de variation (CDV) du facteur du modele sont d'environ 1 et 0,3 respectivement. Les valeurs de CDV sont inferieures a celles des pieux battus dans le sable disponible dans la litterature. Les statistiques de modele determinees a partir de la base de donnees sont applicables a une forme probabiliste simplifiee ou complete de conception basee sur la fiabilite (CBF) de pieux battus en argile. A titre d'illustration, les coefficients de charge et de resistance pour la conception (LRFD, format simplifie de CBF) sont etalonnes par des simulations de Monte-Carlo. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: incertitude du modele, resistance axiale, pieux battus, argile, coefficients de charge et de resistance pour la conception., Introduction Background Numerous studies have been implemented to deliver a better understanding of the behaviour of driven piles in clay (Seed and Reese 1955; Peck 1958; Randolph et al. 1979; [...]

Bayesian hierarchical modeling is a popular approach to capturing unobserved heterogeneity across individual units. However, standard estimation methods such as Markov chain Monte Carlo (MCMC) can be impracticable for modeling [...]

Different sources of uncertainties contribute to the collapse and safety assessment of structures. In this paper, impact of construction quality (CQ) is considered in developing analytical collapse fragility curves for moment resisting steel frames. Furthermore, the interaction of this source of uncertainty with epistemic uncertainty inherent in modeling parameters, due to lack of knowledge and inaccuracy of predictor equations, is investigated. Beam strength, column strength, beam ductility, and column ductility meta-variables are defined as modeling parameters which are being suffered by informal uncertainty. Quadratic equations for the mean and the standard deviation of collapse fragility curves are derived by utilizing response surfaces, which are interpolated to analytically-derived values considering realizations for modeling variables and for various levels of construction quality. To the best of the authors' knowledge, interaction of modeling and CQ uncertainty in analytical collapse fragility curve has not been considered in previous investigations. A fuzzy rule-based method is applied to employ the effects of uncertainty due to CQ. Using Monte Carlo simulation for the modeling variables and the construction quality index, and subsequently computing response surface coefficients via a fuzzy inference system, and finally deriving collapse fragility curve parameters through response surfaces, result in collapse fragility curves of structures. In developing these curves, different sources of uncertainties are involved, ranging from lexical to informal and stochastic types. It is concluded that neglecting the effects of these sources leads to the underestimation of collapse fragility probability. This shows the importance of considering modeling and construction quality uncertainty effects on collapse fragility curves. It is shown that for a sample moment resisting steel frame collapse probability is increased 53% and 60% for 10% and 2% probability of exceedance in 50 years seismic hazard levels, respectively, while interaction of CQand modeling uncertainties are considered in comparison with neglecting them. Otherwise, if only modeling uncertainty is involved, this increment is evaluated at 42% and 16%, respectively for the aforementioned probabilities of exceedance. Key words: collapse fragility curves, uncertainty sources, fuzzy inference system, moment resisting steel structures, incremental dynamic analysis, response surface method. Differentes sources d'incertitudes ont un impact sur revaluation des risques d'effondrement de constructions et de la securite de ces dernieres. Dans le present article, on tient compte de l'impact de la qualite de construction (QC) lorsque l'on con^oit les courbes analytiques de fragilite face au risque d'effondrement dans le cas de structures en acier resistant au moment. En outre, on etudie l'interaction entre ces sources d'incertitudes et l'incertitude epistemique inherente aux parametres de modelisation, en raison du peu de connaissances dont on dispose et du manque de precision des equations predictives. Les metavariables que sont la resistance d'une poutre, la resistance d'une colonne, la ductilite d'une poutre et la ductilite d'une colonne sont definies comme etant des parametres de modelisation qui presentent une incertitude informelle. On etablit des equations quadratiques permettant de determiner les deviations moyenne et standard des courbes de fragilite en se servant de surfaces de reponse, que l'on interpole sous forme de valeurs determinees de maniere analytique tout en considerant les realisations associees aux variables de modelisation et a differents niveaux de qualite de construction. A la connaissance de l'auteur, l'interaction entre la modelisation et l'incertitude liee a la QC dans la courbe analytique de fragilite n'a jamais ete prise en compte dans les precedentes etudes. Une methode approximative basee sur des lois est utilisee pour tenir compte des effets des incertitudes dues a la QC. On utilise la simulation de Monte Carlo appliquee aux variables de modelisation a l'indice de qualite de construction, puis on calcule les coefficients de surface de reponse au moyen d'un systeme d'inference approximative, pour finalement obtenir les parametres de la courbe de fragilite par l'intermediaire des surfaces de reponse. On obtient ainsi les courbes de fragilite des structures etudiees. Lors de la conception de ces courbes, differentes sources d'incertitudes entrent en jeu, de type lexical, informel ou stochastique. On conclut que le fait de negliger les effets de ces sources entrame une sous-estimation de la probabilite de fragilite face au risque d'effondrement. Cela prouve qu'il est important de tenir compte l'impact des incertitudes liees a la modelisation et a la qualite de construction sur les courbes de fragilite face au risque d'effondrement. On demontre que pour une structure en acier determinee resistant au moment, la probabilite d'effondrement augmente de 53 % et de 60 %, respectivement pour des probabilites d'augmentation des niveaux d'alea sismique de 10 % et de 2 % sur 50 ans, dans la mesure ou l'on prefere prendre en compte les interactions entre la QC et les incertitudes liees a la modelisation plutot que les negliger. Par ailleurs, si l'on tient seulement compte des incertitudes liees a la modelisation, alors ces taux d'augmentation sont estimes a 42 % et 16 %, respectivement pour les valeurs de probabilites d'augmentation mentionnees ci-dessus. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : courbes de fragilite face au risque d'effondrement, sources d'incertitudes, systeme d'interference approximative, structures en acier resistant au moment, analyse dynamique incrementielle, methode de la surface de reponse., Introduction Extensive economic losses, caused by recent earthquakes have resulted in an increased attention and research towards seismic evaluation of existing buildings, while various sources of uncertainties are involved (Armenia [...]

Ground penetrating radar (GPR) is a geophysical method used in highway maintenance to determine subsurface conditions within the right-of-way. GPR operates by using short-pulse radiation of radio-frequency electromagnetic energy to record dissimilarities in electrical properties of subsurface materials. As such, GPR results are susceptible to the transmission frequency used and the inherent properties of different subsurface materials. Uncertainty due to these susceptibilities can lead to ambiguity in the interpretation of GPR data. To distinguish heterogeneity from uncertainty, this paper modeled GPR data on pavement layer thickness using Markov Chain Monte Carlo (MCMC) simulation. MCMC is able to model heterogeneity within a given dataset and was employed to estimate and predict layer thicknesses obtained from GPR data. Simulated results were consistent with field data and provided statistical estimates of missing values in the original dataset. This analysis will aid relevant stakeholders to verify and determine consistency in field GPR data. Key words: GPR, hierarchical MCMC simulation, highways. Le georadar est une methode geophysique utilisee lors de l'entretien des autoroutes afin de determiner les conditions sous la surface dans le droit de passage. Le georadar utilise des impulsions courtes d'energie electromagnetique de frequence radio pour enregistrer les differences dans les proprietes electriques des materiaux sous la surface. En tant que tels, les resultats du georadar sont sensibles a la frequence de transmission utilisee et aux proprietes inherentes des divers materiaux sous la surface. L'incertitude causee par ces sensibilites peut compliquer l'interpretation des donnees georadar. Pour distinguer l'heterogeneite de l'incertitude, cet article montre la modelisation des donnees georadar sur l'epaisseur de la couche de revetement utilisant la simulation Monte Carlo par chame de Markov (MCMC). La MCMC permet de modeliser l'heterogeneite dans un ensemble de donnees et elle a ete utilisee pour estimer et predire les epaisseurs de couche obtenues (a partir) des donnees georadar. Les resultats simules correspondaient aux donnees sur le terrain et ils ont permis d'estimer les valeurs manquantes de l'ensemble de donnees initial. Cette analyse aidera les intervenants a verifier et a determiner la coherence des donnees georadar sur le terrain. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: georadar, simulation MCMC hierarchique, autoroutes., Introduction Ground penetrating radar is a high-resolution geophysical method used in highway maintenance to determine subsurface features beneath an existing pavement. It is a nondestructive evaluation technique used in assessing [...]