岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (S1): 761-770.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1355

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基于迭代协同克里金反演的非均质地基固结沉降预测研究

高旭1,宋琨2,李凌3,晏鄂川1,王卫明1   

  1. 1. 中国地质大学(武汉)工程学院,湖北 武汉 430074;2. 三峡大学 防灾减灾湖北省重点实验室,湖北 宜昌 443002; 3. 襄阳地质工程勘察院有限责任公司,湖北 襄阳 441003
  • 收稿日期:2023-09-10 接受日期:2024-01-08 出版日期:2024-09-18 发布日期:2024-09-21
  • 通讯作者: 宋琨,男,1983年生,博士,教授,主要从事工程地质和岩土体稳定性评价与利用研究方面的工作。E-mail: 276527311@qq.com
  • 作者简介:高旭,男,1990年生,博士,副教授,主要从事地质灾害机制与防治研究方面的工作。E-mail: gaox@cug.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.42102328);防灾减灾湖北省重点实验室(三峡大学)开放基金(No.2021KJZ03)。

Prediction of consolidation settlement of heterogeneous ground based on iterative co-Kriging inversion method

GAO Xu1, SONG Kun2, LI Ling3, YAN E-chuan1, WANG Wei-ming1   

  1. 1. Faculty of Engineering, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan, Hubei 430074, China; 2. Hubei Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation, China Three Gorges University, Yichang, Hubei 443002, China; 3. Xiangyang Geological Engineering Survey Institute Co., Ltd., Xiangyang, Hubei 441003, China
  • Received:2023-09-10 Accepted:2024-01-08 Online:2024-09-18 Published:2024-09-21
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (42102328) and the Open Fund of Hubei Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation (China Three Gorges University) (2021KJZ03).

摘要: 目前地基固结沉降反演预测多是以土体均质或分层假设为前提,然而天然地基水文、力学参数具有空间变异性是客观事实。鉴于此,提出了一种基于迭代协同克里金的非均质地基土体参数反演方法,据此开展了利用沉降和超孔隙水压力观测数据反演非均质地基土参数的数值试验研究,并结合敏感度分析解释了不同类型观测数据对非均质地基参数反演解析度的影响机制。结果表明:此方法反演的参数场是最优无偏估计;同时采用沉降和超孔隙水压力观测数据反演刻画非均质地基比单独采用沉降或超孔压数据反演刻画的非均质地基解析度更高,用于地基固结沉降预测效果也更好;不同类型观测信息对不同参数反演刻画解析度高低与观测信息对参数敏感度数量级呈正相关关系。

关键词: 迭代协同克里金, 反演方法, 非均质地基, 固结沉降预测, 敏感性

Abstract: Currently, the prediction of ground consolidation settlement through inversion is primarily based on the assumption of soil homogeneity or stratification. However, it is a well-established fact that the hydrological and mechanical parameters of natural ground exhibit spatial variability. To address this issue, an iterative co-Kriging inversion method that utilizes settlement and pore pressure monitoring data for high-resolution inversion is introduced, aiming to depict the spatially non-uniform distribution of ground soil parameters. The resolution of the data employed for inversion characterization is coupled with sensitivity analysis to elucidate the underlying mechanism. The findings indicate that the parameter field obtained through this method represents the optimal unbiased estimate. Employing both settlement and pore pressure observation data for inversion to characterize the heterogeneous ground proves more effective than utilizing solely settlement or pore pressure data for such analysis. Furthermore, a higher resolution leads to improved predictive accuracy of ground consolidation and settlement. The inversion resolution of various observation information types for different parameters is positively associated with the sensitivity magnitude of observation information to parameters.

Key words: iterative co-Kriging, inversion method, heterogeneous ground, prediction of consolidation settlement, sensitivity

中图分类号: P642
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