Application of Markov chains in the prediction of rock slopes degradation

Abstract

In this paper it is proposed a degradation model for rock slopes, which will integrate a global tool for sustainable management of road infrastructures, currently under development. The proposed model is based on a continue-time Markov chain and predicts the evolution of a Slope Quality Index (SQI) over time. Taking advantage of the memoryless property of Markov models, the proposed model is able to predict the next state only based on the current state, not depending on the sequence of events that preceded it. In addition, the effect of maintenance actions is also considered in the prediction of the state condition of a given slope. The achieved results, which represent a first iteration towards the development of a predictive model for rock slope degradation processes during its exploration phase, show that the use of Markov chains can lead to reliable results.

Dans cet article, il est proposé un modèle de dégradation des talus rocheux, qui intégrera un outil global et durable de gestion des infrastructures routières, actuellement en développement. Le modèle proposé est basé dans une chaîne de Markov de temps continue et prévoit l'évolution d'un indice de la qualité du talus (SQI) avec le temps. Prenant en compte la propriété sans mémoire des chaines de Markov, le modèle proposé est capable de prédir e l'état suivant utilisant seulement son état actuel, il ne dépende pas de la séque nce des événements qui l'ont précédé. En plus, l'effet des actions de maintenance est également pris en compte dans la prédiction de l'état d’un talus. Les résultats obtenus, qui représentent une prem ière itération à l'élaboration d'un modèle de prévision pour le processus de dégradation des talus rocheux au cours de sa phase d'exploration, montrent que l'utilisation des chaînes de Markov peut guider à des résultats fiables.