Simulación de campos aleatorios con dependencia no multi-gaussiana empleando cópulas

ResumenLos campos aleatorios se usan comúnmente en ingeniería civil para describir la variación espacial de las propiedades de los materiales. En este artículo se emplea un modelo de cópulas para simular campos aleatorios con dependencia no multi-Gaussiana. Se generan simulaciones de distintos campos aleatorios siguiendo la metodología propuesta y luego se examinan las correspondientes cópulas empíricas bivariadas. Se muestra que los resultados son satisfactorios en términos de la reproducción de las correspondientes cópulas teóricas. Con este simulador es posible incorporar un mayor grado de realismo en el modelo de variabilidad espacial, por ejemplo en problemas de flujo de agua en suelos donde la presencia de zonas continuas más permeables gobierna el comportamiento hidráulico de la masa de suelo, o bien, en problemas de estabilidad de taludes donde la extensión de la superficie de falla puede ser controlada por la presencia de zonas continuas más débiles, por mencionar solo algunos.

Random fields are models commonly used in civil engineering to describe spatial variability of material properties. A copula model is used in this paper to simulate random fields with non multi-Gaussian dependence. Simulations of several random fields are conducted following the proposed methodology and bivariate empirical copulas are then examined. Satisfactory results are obtained in terms of the reproduction of the corresponding theoretical copulas. By means of such simulator, it is possible to incorporate a higher degree of realism in the spatial variability model, for example in seepage flow problems wherein the presence of higher permeable continuous zones control the hydraulic behavior of the soil mass or in slope stability problems where the extension of failure surfaces may be controlled by the presence of weaker continuous zones, to mention only a few.