岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (3): 1096-1109.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0257CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0257
李仁杰1,江晓童2,吕颖慧2,王立波1,江浩1,张夏滔1,张西文2
LI Ren-jie1, JIANG Xiao-tong2, LYU Ying-hui2, WANG Li-bo1, JIANG Hao1, ZHANG Xia-tao1, ZHANG Xi-wen2
摘要: 为了克服传统机器学习往往只关注文本数据而对图像数据的识别与分析的不足,基于静力触探试验(static cone penetration test,简称CPT)测试关键参数曲线图像数据集提出一种改进的密集链接卷积神经网络(densely connected convolutional networks,简称DenseNet)算法的土层分类模型。首先,利用CPT测试数据生成关键参数曲线图像,并整理成数据集;其次,将Optuna优化框架与压缩和激励(squeeze and excitation,简称SE)注意力模块嵌入到DenseNet模型,并引入损失函数、准确率、受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,简称ROC)等评估指标对模型性能进行评价;最后,将改进的DenseNet模型运用到对实际工程中的预测中,验证模型的泛化能力。研究结果表明:构建的改进DenseNet算法的土层分类模型在自建的山东黄河冲积平原地区CPT图像数据集上识别准确率达到0.920 9,具有较高的识别准确率和较强的鲁棒性,且相较于当前主流深度学习模型和未改进前模型土层识别效果都有所提升;将改进模型应用于实际工程项目中,验证了滨州、德州、东营、菏泽、聊城5个地区共50个钻孔数据,分层准确率均在0.82以上。与双桥静力触探分类图相比,改进模型更具优势,提出的改进的DenseNet模型为土层分类问题提供了一种有效的解决方案,并为该领域的进一步研究提供了有益的参考。
中图分类号: TU423| [1] | 程 涛 ,晏克勤 ,董必昌 . 基于神经网络的地质勘测反分析研究[J]. , 2007, 28(4): 807-811. |
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