An integrated information modelling system for assessing urban geohazard risk

Over the years, the continuous expansion of cities has drawn the attention of engineers and researchers to the need to support sustainable planning. As cities expand, they would be more prone to geohazard risk, which could cause severe costs. Therefore, a system to provide information of geohazard risk could support sustainable urban planning. A suggested application is proposed in this thesis to assess settlement risk caused by tunnelling. A framework methodology is proposed to aid the assessment of urban geohazard risk. The settlement risk assessment analyses and the associated building damage and cost assessment form the structure of the framework. Building Information Modelling (BIM) provided and supported the information for the data processes used in the whole analysis and the 3D geology-tunnel-building model creation. The resulting risk assessments are presented using 3D visualisations. From these visualisations, further investigations could be focused on the ‘higher-risk’ outcomes presented. This forms a preliminary assessment a tool. The final oucome of this research is an integrated information system based on advanced analysis and 3D modelling tools for urban geohazard risk. The research also provides information which contributes to knowledge and understanding for relevant associated problems and supports sustainable decision-making

Assessing the Economic Risk of Building Damage due to the Tunneling-Induced Settlement Using Monte Carlo Simulations and BIM

Due to the increasing use of underground space to align with sustainability needs, geohazard risk assessments have become a valuable tool for decision-making. One common issue in relation to urban geohazard assessments relates to ground movements due to tunneling affecting adjacent buildings. A framework for assessing costs related to subsequent building damage, using integrated data, statistics and considering the uncertainties involved, is presented in this paper. The proposed methodology provides an integration of Monte Carlo simulations to support uncertainty estimations with an analysis for building-damage cost risk due to tunneling-induced settlements. The analysis involves analytical models using green-field conditions and a typically used building damage assessment method. BIM is capable of collating, combining and visualizing information with advanced analysis techniques into a risk-based tool. The resulting tool provides a clear way of assessing building-damage costs risk due to tunneling-induced settlements. This uses a BIM-based environment and incorporates 3D visualizations and an integrated analysis via MATLAB to reveal and highlight hazardous areas and the severity of economic risk along the tunneling route. This informs the need for additional ground investigations or secondary analyses to ensure engineering processes reduce or remove the risk of economic damage and advance sustainable decision-making

Ολοκληρωμένο σύστημα μοντελοποίησης πληροφοριών για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας αστικών γεω-κινδύνων

Over the years, the continuous expansion of cities has drawn the attention of engineers and researchers to the need to support sustainable planning. As cities expand, they would be more prone to geohazard risk, which could cause severe costs. Therefore, a system to provide information of geohazard risk could support sustainable urban planning. A suggested application is proposed in this thesis to assess settlement risk caused by tunnelling. A framework methodology is proposed to aid the assessment of urban geohazard risk. The settlement risk assessment analyses and the associated building damage and cost assessment form the structure of the framework. Building Information Modelling (BIM) provided and supported the information for the data processes used in the whole analysis and the 3D geology-tunnel-building model creation. The resulting risk assessments are presented using 3D visualisations. From these visualisations, further investigations could be focused on the ‘higher-risk’ outcomes presented. This forms a preliminary assessment tool. The final outcome of this research is an integrated information system based on advanced analysis and 3D modelling tools for urban geohazard risk. The research also provides information which contributes to knowledge and understanding for relevant associated problems and supports sustainable decision-making.Με τη πάροδο των χρόνων, η συνεχής επέκταση των πόλεων έχει κεντρίσει το ενδιαφέρον μηχανικών και ερευνητών στην ανάγκη για υποστήριξη του βιώσιμου σχεδιασμού. Με την πολεοδομική επέκταση των σημερινών αστικών περιοχών αυξάνεται επίσης ο βαθμός επικινδυνότητας για γεωλογικές καταστροφές, με αποτέλεσμα ταυτόχρονα να αυξάνονται σημαντικά και τα οικονομικά μεγέθη για την αντιμετώπισή τους. Για τον λόγο αυτό, ένα ολοκληρωμένο ψηφιακό σύστημα που θα παρέχει και θα αναλύει πληροφοριές και δεδομένα για την επικινδυνότητα λόγω του κινδύνου γεωλογικών καταστροφών θα ήταν ικανό να υποστηρίξει τον βιώσιμο αστικό σχεδιασμό. Στη παρούσα Διδακτορική διατριβή προτείνεται ένα πλαίσιο μεθοδολογίας για να βοηθήσει στην αξιολόγηση του βαθμού επικινδυνότητας από τον κίνδυνο γεωλογικών καταστροφών σε αστικές περιοχές. Μια αυτού του είδους ολοκληρωμένη ψηφιακή εφαρμογή προτείνεται σε αυτήν την διατριβή για να αξιολογήσει την επικινδυνότητα δημιουργίας καθιζήσης του εδάφους που οφείλεται στη κατασκευή υπόγειου τούνελ. Οι προτεινόμενες αναλύσεις και τεχνικές για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας από καθιζήσεις σε αστικές περιοχές καθώς και για την εκτίμηση των σχετιζόμενων δομικών καταστροφών και του αντίστοιχου οικονομικού κόστους αποτελούν το βασικό πλαίσιο της διατριβής. Η μοντελοποίηση κατασκευαστικών πληροφοριών παρείχε και υποστήριξε τις πληροφορίες για την επεξεργασία των δεδομένων που χρησιμοποιήθηκαν σε όλη την ανάλυση και της δημιουργίας του τρισδιάστατου μοντέλου γεωλογίκης δομης-υπογείου τούνελ-κτιρίου. Οι αξιολογήσεις επικινδυνότητας δημιουργίας καθιζήσεων που προκύπτουν παρουσιάζονται μέσω τρισδιάστατων απεικονίσεων. Με βάση αυτές τις απεικονίσεις μπορεί να καταλήξει κάποιος σε σημαντικά συμπεράσματα ως προς τις περιοχές που συγκεντρώνεται ο υψηλότερος βαθμός επικινδυνότητας για να επικεντρωθεί σε αυτές για περαιτέρω γεωτεχνικές έρευνες. Αυτό δημιουργεί ένα χρήσιμο εργαλείο προκαταρκτικής αξιολόγησης διαφόρων σεναρίων για την πιθανή πολεοδομική ανάπτυξη πόλεων. Τα αποτέλεσμα της διατριβής αυτής συνεισφέρουν στη γνώση και κατανόηση σχετιζόμενων εδαφικών προβλημάτων, αλληλεπιδράσεων του υπεδάφους με το δομικό περιβάλλον και μηχανισμών κινδύνων γεωλογικών καταστροφών και εν τέλει υποστηρίζει την βιώσιμη λήψη αποφάσεων