›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (4): 1018-1024.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

软土物理力学性质指标与微结构参数的灰色关联-神经网络模型

刘勇健,李彰明   

  1. 广东工业大学 岩土工程研究所,广州 510006
  • 收稿日期:2010-02-03 出版日期:2011-04-10 发布日期:2011-04-29
  • 作者简介:刘勇健,女,1968年生,博士,副教授,主要从事岩土工程的教学与科研工作
  • 基金资助:

    广东省自然科学基金项目(No. 6021462);广东省重点扶持学科基金和博士基金项目(No. 09033)。

Grey-relation analysis and neural networks model for relationship between physico-mechanical indices and microstructure parameters of soft soils

LIU Yong-jian,LI Zhang-ming   

  1. Institute of Geotechnical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
  • Received:2010-02-03 Online:2011-04-10 Published:2011-04-29

摘要:

通过对广州市南沙地区大量软土物理力学试验和微结构分析,获取了40组软土试样的物理力学性质指标和微观结构参数。综合运用灰色关联分析的数据分析能力和人工神经网络的非线性映射功能,建立了软土物理力学性质指标与微结构参数的灰色关联-径向基神经网络模型。该模型利用灰色关联分析方法对数据进行预处理,提取重要因子作为网络的输入,而径向基神经网络充分利用样本数据信息,自适应确定隐含层节点个数、径向基函数中心、宽度以及网络的权系数。克服了传统RBF网络隐层节点数为样本个数,当数据较多时导致网络结构庞大、学习速度慢的缺点。通过模型A和模型B的实例研究表明,该方法简化了网络结构,提高了训练速度和预测精度,为软土物理力学性质与微结构参数关系的定量研究提供了一条有效途径。

关键词: 软土, 物理力学性质指标, 微观结构参数, 灰色关联分析, 径向基神经网络

Abstract:

hrough a large number of physico-mechanical tests and microstructure analysis of soft soils in Nansha area, Guangzhou, China, 40 groups of physico-mechanical indices and microstructure parameters are obtained. Using data analysis ability of grey-relation analysis method and nonlinear mapping ability of artificial neural networks, a model for the relationship between physico-mechanical indices and microstructure parameters of soft soil is established based on grey-relation analysis and radial basis function (RBF) neural networks. In this model, grey-relation analysis is applied to preprocess data and extract key components as the input of the neural networks. RBF algorithm can fully utilize the information contained in the training data,adaptively choose the centers of radial basis functions, the widths and the weights of networks; therefore, the problems of determining node number of hidden layer and centers,slow learning speed and weaken generalization ability of traditional RBF neural networks when the input data are generous and complex are solved. Model A and model B show that this method can reduce the structure of neural networks, and raise efficiency of training and accuracy of prediction, and provide an efficient way to quantitatively study about relationship between physico-mechanical properties and microstructure parameters of soft soils.

Key words: soft soil, physico-mechanical index, microstructure parameter, grey-relation analysis, radial basis function neural networks

中图分类号: 

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[1] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[2] 贺志军, 雷皓程, 夏张琦, 赵炼恒. 多层软土地基中单桩沉降与内力位移分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 655-666.
[3] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[4] 张治国, 李胜楠, 张成平, 王志伟, . 考虑地下水位升降影响的盾构施工诱发地层 变形和衬砌响应分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 281-296.
[5] 叶观宝, 郑文强, 张 振, . 大面积填土场地中摩擦型桩负摩阻力分布特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 440-448.
[6] 龚文惠, 赵旭东, 邱金伟, 李逸, 杨晗. 饱和软土大应变自重固结非线性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2099-2107.
[7] 张 奎, 赵成刚, 李伟华. 海底软土层对海洋地基场地动力响应的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2456-2468.
[8] 蒲诃夫, 宋丁豹, 郑俊杰, 周 洋, 闫 婧, 李展毅. 饱和软土大变形非线性自重固结模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1683-1692.
[9] 杨爱武, 潘亚轩, 曹 宇, 尚英杰, 吴可龙, . 吹填软土低位真空预压室内试验及其数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 539-548.
[10] 周建, 蔡露, 罗凌晖, 应宏伟, . 各向异性软土基坑抗隆起稳定极限平衡分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4848-4856.
[11] 杨鹏, 蒲诃夫, 宋丁豹. 竖井地基的大应变固结分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4049-4056.
[12] 吴建涛, 叶 霄, 李国维, 蒋 超, 曹雪山, . 高路堤下PHC桩加固软土地基的承载及变形特性[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 351-358.
[13] 郭红仙, 周 鼎. 软土中基坑土钉支护稳定性问题探讨[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 398-404.
[14] 汪益敏,闫 岑,于 恒,李 奇. 静载作用下土工格栅加筋拓宽路堤土中应力特征试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 311-317.
[15] 宗钟凌,鲁先龙,李青松,. 静压钢管注浆微型桩抗压与抗拔对比试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 362-368.
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[1] 孙树林,李 方,谌 军. 掺石灰黏土电阻率试验研究[J]. , 2010, 31(1): 51 -55 .
[2] 李英勇,张顶立,张宏博,宋修广. 边坡加固中预应力锚索失效机制与失效效应研究[J]. , 2010, 31(1): 144 -150 .
[3] 梁健伟,房营光,谷任国. 极细颗粒黏土渗流的微电场效应分析[J]. , 2010, 31(10): 3043 -3050 .
[4] 李秀珍,王成华,邓宏艳. DDA法和Fisher判别法在潜在滑坡判识中的应用比较[J]. , 2011, 32(1): 186 -192 .
[5] 孔祥兴,夏才初,仇玉良,张丽英,龚建伍. 平行小净距盾构与CRD法黄土地铁隧道施工力学研究[J]. , 2011, 32(2): 516 -524 .
[6] 吉武军. 黄土隧道工程问题调查分析[J]. , 2009, 30(S2): 387 -390 .
[7] 陈力华 ,林 志 ,李星平. 公路隧道中系统锚杆的功效研究[J]. , 2011, 32(6): 1843 -1848 .
[8] 陈立文,孙德安. 不同应力路径下水土耦合超固结黏土分叉分析[J]. , 2011, 32(10): 2922 -2928 .
[9] 郑 刚 张立明 刁 钰. 开挖条件下坑底工程桩工作性状及沉降计算分析[J]. , 2011, 32(10): 3089 -3096 .
[10] 马 刚 ,常晓林 ,周 伟 ,周创兵 . 基于Cosserat理论的重力坝深层抗滑稳定分析[J]. , 2012, 33(5): 1505 -1512 .