岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (9): 3276-3286.doi: 10.16285/j.rsm.2025.1089CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.1089
邓志平1,余厚沅1,兰鹏2,潘敏1,孟京京2,蒋水华2
DENG Zhi-ping1, YU Hou-yuan1, LAN Peng2, PAN Min1, MENG Jing-jing2, JIANG Shui-hua2
摘要: 为实现库岸边坡时变可靠度准确评估,需同时考虑土体强度和水力参数的空间变异性,以及降雨和库水位波动等环境荷载的时变影响。传统数值方法在时变可靠度分析时往往需逐时刻计算静态可靠度,该过程十分耗时。为此,提出了一种基于混合深度学习的库岸边坡时变可靠度高效分析方法。该方法引入卷积块注意力机制(convolutional block attention mechanism,简称CBAM)增强的残差网络(residual network,简称ResNet),通过学习土体参数随机场数字图像,提取多参数的空间变异特征;同时结合双向长短时记忆网络(bidirectional long short-term memory network,简称BiLSTM),捕捉环境荷载的时间序列演化规律。将两类模型的输出进行融合,实现土体参数与环境荷载不确定性下的库岸边坡安全系数时序预测,并实现高效可靠度评估。以三峡库区石榴树包滑坡为例对提出方法进行验证。结果表明:所提方法能够同时学习多个土体参数随机场数字图像与时序环境荷载的多模态数据,其安全系数预测结果与传统数值方法一致,且计算效率提升约305倍。基于0~60月的监测数据,所提出方法对失效概率预测的决定系数达到0.932,高于传统深度学习方法,表明其具有更优的预测性能。
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