土工试验数据可靠性分析方法探讨

土工试验数据由于各种主客观的不确定性因素的影响,而使其土性参数不是一个常数。本文通过对造成土性参数影响原因的分析,对土工试验数据常用的几种可靠性分析方法进行了探讨,结合试验数据讨论了土工试验数据在具体工程中的应用。     

扁铲试验在无锡地铁勘察中的应用

通过对无锡轨道交通二号线施工区域的扁铲侧胀试验资料的整理和分析,结合国外的经验与本地土性,选择并建立适合本地区的公式,从扁铲指数获得一系列符合实际的土工参数,为设计提供依据。同时根据扁铲实验数据和静力触探试验的数据,通过线性分析、最小二乘法和回归系数的显著性检验,得出扁铲侧胀试验与静力触探试验的相关关系,供勘察设计时参考。     

压缩模量融合CPT数据的贝叶斯空间插值方法

大规模现代化展览场馆对基础不均匀沉降较为敏感,持力层压缩模量的空间分布特征对于控制地基变形至关重要.常规工程勘察钻孔仅提供少量精确的压缩模量土工试验值,但原位测试可提供大量随机的静力触探值,为了融合室内试验和原位测试的数据,提出压缩模量的贝叶斯空间插值方法.核心研究内容包括:根据岩土工程勘察的数据精度,将测试数据分为硬数据和软数据;使用空间随机函数描述压缩模量的空间变异性;利用最大熵理论分析软数据的不确定性,基于贝叶斯理论,建立随机场插值方法,对未知点压缩模量的后验分布进行估计.为了验证该方法的有效性,将贝叶斯空间插值方法应用于上海国家会展中心浅部持力层(粉质黏土层)的压缩模量空间变异性分析.与普通克里金插值方法比较,贝叶斯方法能融合多源勘察数据进行空间插值,精度更高.     

无锡地区浅部地层静止侧压力系数与内摩擦角的经验关系

对无锡轨道交通1,2号线及轨道大厦施工区域资料整理和分析,结合变差侧胀试验数据和室内土工试验数据,以及国内外的经验与本地土性,通过回归分析、最小二乘法和回归系数的显著性检验,得出无锡地区浅部地层静止侧压力系数与内摩擦角的相关关系,为勘察设计相关人员提供参考.     

无锡地区基于扁铲侧胀试验计算土体压缩模量的分析

通过对无锡地铁2号线详勘阶段扁铲数据进行统计分析,并与土工试验结果进行对比,把国外的经验与无锡地区的土性相结合,总结出无锡地区扁铲侧胀试验数据推导土体压缩模量的经验公式,对无锡地区扁铲侧胀试验技术的发展以及实际勘察、设计、施工等具有一定的参考价值.     

论试验方法的重要性

各位从事工程地质勘察的人们皆知,土工试验的深远意义和目的,它是为建筑物地基的设计和拖工提供符合实际情况和各种土性指标,是工程勘察工作中至关重要的任务,而且是不可确少的重要部份,它所表现的目的是测试各项土性指标真实、可靠、有代表性.不论是高层建筑物,还是铁路、桥梁等都以本试验分不开的.它能为设计和拖工提供一系列的土力学性质和物理性质指标.所以试验方法的正确选择与否将直接关系到工程的质量高低的问题.为此我们必须要求各项试验都能符合实标情况的要求.尤其对土体的结构,及土体的强度、硬塑、可塑、或是流塑等,经过各项试验,就能全面地反映土体的实际状况,这就是本试验方法的正确选择的重要性,下面简单谈几点试验方法的重要性:     

基于贝叶斯理论的土水特征曲线模型选择与参数识别方法

土水特征曲线(Soil-Water Characteristic Curve,SWCC)是非饱和土力学的关键函数,可通过现场或室内试验测得.然而,由于直接试验方法所需条件苛刻且耗时较长,获取的试验数据非常有限,难以测得基质吸力可能范围内完整的SWCC.有限试验数据条件下如何合理地确定SWCC模型并量化模型估计的不确定性(或置信度)是关键难点.本文提出了一种基于贝叶斯理论的SWCC模型比选和参数识别方法,在模型比选的同时进行参数识别,并通过参数概率分布特性定量表征SWCC模型估计的不确定性.以飞凤山滑坡中原状黄土试验数据为例,说明了所提方法的有效性,并采用模拟数据进行方法验证和敏感性分析.结果表明:本文所提方法能够基于有限试验数据合理地确定SWCC模型并量化所估计的SWCC模型的不确定性.此外,SWCC模型识别准确率随着数据量增加而逐渐提高.     

陶瓷涂层材料多模态数据表征学习

陶瓷涂层具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性, 其热膨胀系数和热导率等参数与其性能息息相关. 为解决陶瓷涂层性能实验成本高、测试困难等问题, 提出了陶瓷涂层材料多模态数据表征学习的性能预测方法. 首先利用高斯混合模型虚拟样本生成(Gaussian mixture model virtual sample generation, GMMVSG)算法生成符合真实陶瓷涂层数据分布的样本来扩充数据集; 其次利用卷积神经网络 VGG16 对陶瓷涂层的显微结构图像数据进行特征提取, 利用 TabNet 对结构化数据进行特征提取, 将提取到的图像数据特征与结构化数据特征融合; 最终根据多模态数据表征建立基于K-最近邻(K-nearest neighbor, KNN)、支持向量机回归(support vector regression, SVR)和多层感知机(multi-layer perceptron, MLP) 3 种机器学习算法的预测模型, 对陶瓷涂层的性能指标, 即热膨胀系数和热导率进行了预测. 实验结果表明: 提出的多模态数据表征学习模型的预测结果要优于单模态数据表征学习模型, 其中基于 MLP 算法训练的多模态数据表征学习模型对陶瓷涂层性能的预测效果最好; 在测试集中, 对陶瓷涂层热膨胀系数预测的平均绝对误差(mean absolute error, MAE)和均方误差(mean square error, MSE)分别为 0.026 6 和 0.001 7, 对热导率预测的 MAE 和 MSE 分别为 0.017 9 和 0.000 7. 所提出的陶瓷涂层材料多模态数据表征学习方法有效融合了结构化数据与非结构化数据, 联合学习了各模态数据的潜在共享信息, 成功提升了对陶瓷涂料层材料性能预测的准确度.     

黏性土坡稳定的安全系数和可靠度

将边坡定值分析方法同可靠性分析方法相结合 ,利用定值分析方法的简便 ,也能考虑土性参数的变异性和不确定性 .利用此法在可资利用的土性参数数据有限的条件下 ,借助于概率统计理论 ,并利用土性参数分布的 3σ法则原理以及土性参数变异系数的公开报道值 ,取得可靠性分析的数据 ,同样能对土坡稳定性和安全可靠性进行有价值的多侧面评价 .基于简单黏性土坡模型 ,应用该算法的计算分析结果证明 :在定值分析基础上进行可靠性分析 ,理论上正确 ,实践上简便易用 .同时 ,着重对黏性土坡稳定敏感性因素及其可靠度的一些规律作了较为深入的研究 .图 4,参 8.     

粘土边坡可靠性分析方法研究

把边坡定值分析法与可靠性分析法相结合，考虑土性参数的变异性和不确定性。在有限土性参数数据可供利用的条件下，由土性参数分布的3σ法则原理以及土性参数变异系数的公开报道值，取得可靠性分析数据，对粘土边坡稳定性和可靠性作了较为深入的研究评价，并探讨了土性参数的变异性、安全系数变异性和可靠性指标三者之间的内在联系以及粘土边坡稳定敏感性因素及其可靠度的一些规律。     

平湖淤泥质粉质粘土土性指标空间概率特性

以平湖淤泥质粉质粘土典型土层为代表,根据20个工程的勘察资料及通过室内一系列强度试验,对平湖淤泥质粉质粘土土性指标的概率统计特性进行了研究,得出了土性指标空间变异系数的变化规律,建立了土性指标的分布模型,拟合了土性指标间的经验关系。     

影响土壤入渗能力的剖面因素研究

基于大田耕作土壤剖面类型测试和室内土壤入渗试验,并与均质土壤剖面对比的方法,分析讨论了水分在犁底层和上壤下沙土壤剖面中的入渗特性及其入渗模型.试验结果表明:土壤剖面构型对土壤的入渗能力有明显影响,与均质土壤相比,上述两种剖面的土壤累积入渗量减小,各入渗参数减小,入渗能力减弱.研究结果可以为特殊土壤剖面土壤入渗参数的确定提供参考.     

一种土壤剖面水分与坚实度同步测量装置

土壤坚实度、水分与容重存在着复杂的耦合关系.为了满足参数解耦对数据同步性的要求,研制了一种可同步测量土壤剖面水分与圆锥指数的智能化测量装置.其创新点主要表现在:(1)依据ASAE标准实现FD水分传感器与圆锥指数传感器结构一体化设计;(2)系统集成上引入超声波深度传感器动态确定圆锥在土壤中的位置,实时获取双参数2D分布剖面;(3)测量系统采用双MCU结构,具有智能化信息处理与大容量农田数据存储能力,通过串口外接GPS模块实现田间GPS定位采集.在实验室环境下对复合传感器及超声波深度传感器进行针对性标定试验,结果表明各传感器达到相应技术性能指标.     

基于模型数据的共反射面元叠加初步实践

共反射面元 (commonreflectionsurface ,CRS)叠加是一种不依赖于宏观速度模型的零炮检距剖面成像方法 .共反射面元的旅行时响应由三个波场属性参数确定 ,相比常规共中心点 (commonmiddlepoin ,CMP)叠加和倾角时差校正 (dipmoveout,DMO)叠加 ,CRS叠加算子能够将地下反射点附近一个邻域内的能量进行聚焦并实现同相叠加 ,因此能得到更好的零炮检距剖面 .通过在模型数据上的试算证实了这一观点     

结合高分辨率多光谱影像和LiDAR数据提取城区建筑

结合IKONOS影像和LiDAR数据,应用面向对象分类分析方法试验提取高分辨率多光谱卫星影像城区建筑物.处理流程包括如下步骤:(1)影像融合增强;(2)影像分割;(3)影像对象分类;(4)建筑物对象几何形状规则化处理.试验结果表明,面向对象分类分析是一种适于利用高空间分辨率遥感影像数据进行城区建筑物制图的有效方法.该方...     

水下三维被动目标运动分析的相关性数据融合方法

提出一种新的数据融合方法来研究水下三维情形的TMA(目标运动分析)问题.以被动声纳关于目标的方位角、高低角和多途时延等3种数据的测量为例,首先分组处理,得到目标状态参数的初步估计;然后在考虑组合数据间相关性的前提下,用数据融合方法来实现水下三维被动TMA.仿真结果表明:数据融合后的参数估计误差曲线收敛性更好,收敛速度更快,估计精度明显提高.该方法能够在水下潜艇上实现,因而对水下航行有一定的实际意义.     

基于最小二乘支持向量机和证据理论的交通数据融合

针对基于浮动车辆数据(floating car data,FCD)的城市道路交通信息采集系统存在的问题,提出一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)和证据理论的数据融合方法,通过融合地感线圈采集的交通流量信息,提高FCD系统交通速度信息采集的准确性.利用LS-SVM回归得到速度-流量关系曲线的临界速度参数,再根据历史数据库用统计方法计算出流量-速度关联规则的可信度矩阵,在得到这些经验知识的基础上,定义了两种证据源的基本概率分配函数.最后,通过D-S证据理论对两种证据源进行数据融合,获得融合后的速度信息.实地跑车实验结果论证了融合算法的有效性和可靠性.     

基于CPTU土类指数的标贯值液化判别

为提高可液化地基液化判别的准确性,依托宿新高速公路共振法加固可液化地基项目,对共振法处理后的液化地基进行CPTU试验和SPT试验.对CPTU试验得到的土类指数I_c和SPT试验得到的标贯值N_(63.5)进行处理分析.结果表明,饱和砂土和粉土的标贯值N_(63.5)是土类指数I_c的一次函数(N_(63.5)=-18.8I_c+52.0),即土类指数越大,土性越接近黏性,标贯值越小.基于N_(63.5)与I_c的拟合关系式提出一种新型液化判别方法,即根据标贯值参照《建筑抗震设计规范》进行饱和砂土和粉土地基的液化判别,其中标贯值根据I_c计算获得,I_c则通过CPTU试验获取.与规范中SPT判别法相比,该方法可以提供连续的标贯值参数,与基于CPT的周期阻力比法相比,该方法计算简单.     

土性指标的自相关特征参数及其确定原则

根据随机场理论 ,讨论了土性指标的自相关性及其特征参数的计算方法 .以静力触探比贯入阻力 ps 值为例 ,探讨了土性指标相关距离计算方法的适用性与计算结果的确定原则 .以实际工程的勘察测试资料为依据 ,进行了大量的相关距离的计算 ,并获得了相关距离的地区性代表值     

静力触探在海底土层工程性质评价中的应用研究

随着海底隧道建设、海岸带开发、港湾建设和其他海洋资源的开发,静力触探技术(CPT)作为原位测试技术的一种,在海洋工程地质勘查中发挥着越来越重要的作用。现场进行静力触探试验以及室内试验,分析某海上场址工程中土的物理、力学性质的特点,通过对比分析对土层的抗剪强度、灵敏度和超固结比(OCR)进行评价。CPT测试数据显示当地层发生变化时,锥尖阻力(qc)和孔隙水压力(fs)会发生较大变化。对于较硬的黏土层,静力触探结果可能出现较大误差,土性参数评价时需要予以剔除。使用CPT测试数据对该场址地基土不排水抗剪强度、灵敏度和超固结比(OCR)进行评价时,其各自参数分别为:Nkt取15,Ns取6以及k值取0.3时,CPT测得不排水抗剪强度、灵敏度和超固结比与室内试验吻合较好。