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基于孔压静力触探试验测试数据的原位固结系数物理信息神经网络反演方法 被引量：1
1
作者 李林 左林龙 +1 位作者 胡涛涛 宋博恺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2889-2899,共11页
固结系数是软基沉降计算和稳定性分析的关键参数,现有固结系数原位测试方法存在耗时长且精度低的缺点。根据孔压静力触探试验(piezoconepenetrationtest,简称CPTU)贯入机制与锥肩超孔隙水压力消散模式,采用圆孔扩张理论和轴对称固结方... 固结系数是软基沉降计算和稳定性分析的关键参数,现有固结系数原位测试方法存在耗时长且精度低的缺点。根据孔压静力触探试验(piezoconepenetrationtest,简称CPTU)贯入机制与锥肩超孔隙水压力消散模式,采用圆孔扩张理论和轴对称固结方程描述CPTU锥肩超孔隙水压力的形成、发展和消散过程,利用神经网络自动微分功能将轴对称固结方程嵌入深度神经网络,通过物理方程损失函数、边界条件损失函数和初始条件损失函数形成神经网络的物理信息约束,同时将CPTU孔压测试数据作为数据驱动项,以最小化超孔隙水压力损失函数为优化目标,建立了CPTU孔压测试数据反演场地原位固结系数的物理信息神经网络(physics-informed neural networks,简称PINNs)模型。通过已有离心模型试验数据反演验证了PINNs模型反演场地原位固结系数的有效性,并利用CPTU孔压测试数据分析了PINNs模型反演原位固结系数的鲁棒性。结果表明:提出的PINNs模型能够有效利用CPTU孔压测试数据快速准确地反演场地原位固结系数;由于模型融入了物理机制约束,所需训练数据量少,且对有噪声的孔压测试数据具有较强的鲁棒性和泛化性能,为准确、快速可靠测试场地原位固结系数提供了有效途径。 展开更多
关键词 原位固结系数 静力触探 孔压测试数据 固结方程 物理信息神经网络 参数反演
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基于机器学习的石窟顶板裂隙热红外识别
2
作者 李昌波 包含 +4 位作者 兰恒星 李黎 陈卫昌 刘长青 吕洪涛 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期191-204,共14页
石窟顶板层状岩体中发育的裂隙相互交切,极易引发石窟岩体的失稳破坏,对其快速精准识别是石窟保护的重要基础。针对石窟顶板岩体裂隙的非接触精准测量需求,结合热红外探测技术和改进的UNet网络模型,对顶板裂隙网络二值图进行提取,并运... 石窟顶板层状岩体中发育的裂隙相互交切,极易引发石窟岩体的失稳破坏,对其快速精准识别是石窟保护的重要基础。针对石窟顶板岩体裂隙的非接触精准测量需求,结合热红外探测技术和改进的UNet网络模型,对顶板裂隙网络二值图进行提取,并运用聚类算法,完成了裂隙网络二值图分割识别以及裂隙分组。结果表明,该网络模型各项性能相较于其他网络模型有所提高,Dice系数和推理速度分别达到了71.63%和0.84帧/s,识别过程抵抗人工结构物影响的能力较强,凸显该方法推理速度快,提取精度高、热红外图像适用性好等特点。以安岳圆觉洞顶板为例,应用该方法共分割识别出153条裂隙,并确定了NW327°和NE55°是顶板裂隙的优势走向,与其他测量方法相比识别效果更好。 展开更多
关键词 石窟寺 岩体裂隙识别 深度学习 UNet网络 裂隙分组 聚类分析
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土工格室加筋正常固结剪缩类土体模型在ABAQUS中的开发与应用
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作者 张冰冰 宋飞 《岩石力学与工程学报》 北大核心 2025年第2期492-504,共13页
基于Duncan-Chang模型和土工格室加筋等效附加应力效应,建立针对土工格室加筋剪缩类土体的等效强度和等效刚度模型,利用ABAQUS软件的UMAT子程序模块对该模型进行二次开发,并采取三轴试验和地基承载力模型试验对该模型的有效性以及UMAT... 基于Duncan-Chang模型和土工格室加筋等效附加应力效应,建立针对土工格室加筋剪缩类土体的等效强度和等效刚度模型,利用ABAQUS软件的UMAT子程序模块对该模型进行二次开发,并采取三轴试验和地基承载力模型试验对该模型的有效性以及UMAT子程序的正确性进行应用验证。结果表明,在轴向应变较小时,加筋土与未加筋土的强度比Sσ受黏土天然密度影响较小,但随着轴向应变的增加,天然密度较高的黏土则会表现出更大的Sσ。所开发的UMAT子程序在轴向应变0.15之前与试验结果吻合良好,之后虽略有差异但整体相对误差均较小,验证加筋黏土模型的有效性以及二次开发Umat编写的正确性。在达峰值强度前,模型与筋土分离式模型均能很好的吻合试验结果,而在达峰值强度之后,该模型数值模拟结果则更接近于试验结果,同时,该模型还有具有建模简便和计算效率高的优势。在沉降量S≤4 mm时,未加筋和加筋砂土模型的荷载–位移曲线均与试验数据吻合度较高;当S>4 mm时,其模型计算的承载力略高于试验数据。该研究成果可为土工格室加筋剪缩类土提供模型参考及其工程应用中的有限元分析提供新方法。 展开更多
关键词 土力学 土工格室 粉质黏土 三轴试验 UMAT子程序 强度比
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循环荷载作用下漫灌区粉质黏土的动力特性研究
4
作者 王梦洁 张莎莎 +2 位作者 杨晓华 张超 晏长根 《岩土力学》 2025年第4期1215-1227,共13页
为明确交通荷载作用下漫灌区粉质黏土的动力变形特性,通过开展单样逐级和多样恒定幅值的循环加载动三轴试验,研究了围压、偏压固结比、排水条件、动荷载频率和循环应力比等因素对粉质黏土累积塑性应变和残余动孔压发展规律、滞回曲线演... 为明确交通荷载作用下漫灌区粉质黏土的动力变形特性,通过开展单样逐级和多样恒定幅值的循环加载动三轴试验,研究了围压、偏压固结比、排水条件、动荷载频率和循环应力比等因素对粉质黏土累积塑性应变和残余动孔压发展规律、滞回曲线演化特性以及软化指数的影响。结果表明:土体在动荷载作用下的累积塑性应变和残余动孔压的发展具有一致性,根据安定性理论可以将试样在不同试验条件下的动力行为划分为塑性安定、塑性蠕变和增量破坏3种典型情况,在试验基本工况下,塑性安定、塑性蠕变和增量破坏3种动力行为的界限循环应力比分别在0.30和0.40附近;处于塑性安定状态不排水试样的滞回特征明显,滞回曲线呈S形,随着加载的进行土体存在刚度退化现象;不排水试样的累积塑性变形小于排水试样,在较低循环应力比下排水和不排水条件土体的软化指数分别稳定在1.15左右和0.91左右;通过灰色关联度分析发现,循环应力比对累积塑性应变和孔压比的影响程度最大,围压对软化指数的影响程度最大;确定了适用于漫灌区粉质黏土的累积塑性应变模型的相关参数,预测效果良好。 展开更多
关键词 动三轴试验 粉质黏土 循环应力比 累积塑性应变 软化指数
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