岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (5): 1392-1408.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1006CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1006

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于多元概率分布的土体硬化模型参数预测

陶袁钦1, 2,潘孙珏徐1, 2,孙宏磊1, 2,聂艳侠3   

  1. 1. 浙江工业大学 土木工程学院,浙江 杭州 310023; 2. 浙江省工程结构与防灾减灾技术研究重点实验室,浙江 杭州 310023; 3. 中建一局集团发展有限公司,北京 100102
  • 收稿日期:2024-08-14 接受日期:2024-10-18 出版日期:2025-05-06 发布日期:2025-05-06
  • 通讯作者: 孙宏磊,男,1981年生,博士,教授,主要从事岩土及地下工程方向的教学科研工作。E-mail: sunhonglei@zju.edu.cn
  • 作者简介:陶袁钦,女,1995年生,博士,讲师,主要从事岩土工程不确定性分析方面的研究。E-mail: taoyuanqin@zjut.edu.cn
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(No. 2023YFC3009400);国家自然科学基金青年基金(No. 42307218);浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划项目 (No. 2023C03176)。

Parameter predictions of hardening soil model based on multivariate probability distribution

TAO Yuan-qin1, 2, PAN Sun-jue-xu1, 2, SUN Hong-lei1, 2, NIE Yan-xia3   

  1. 1. College of Civil Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou, Zhejiang 310023, China; 2. Key Laboratory of Civil Engineering Structure & Disaster Prevention and Mitigation Technology of Zhejiang Province, Hangzhou, Zhejiang 310023, China; 3. China Construction First Group Construction & Development Co., Ltd., Beijing 100102, China
  • Received:2024-08-14 Accepted:2024-10-18 Online:2025-05-06 Published:2025-05-06
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key R&D Program of China (2023YFC3009400), the National Natural Science Foundation of China (42307218) and the “Pioneer” and “Leading Goose” Key R & D Program of Zhejiang (2023C03176).

摘要: 针对工程实际中土体硬化(hardening soil,简称HS)模型参数取值难的问题,建立了HS模型参数数据库HS-CLAY/9/196,并基于该数据库构建了HS参数的多元概率分布模型;通过易获得的常见土性参数测试数据更新难获得的HS参数的概率分布,并研究了已知测试数据类型及类型量对HS参数更新的影响,提出了给定测试数据下HS参数(参考切线模量Erefoed 、参考剪切模量Eref50 和参考加卸载模量Erefur )的概率转换模型。结果表明:所建立的HS参数多元概率分布模型有效表征了HS参数的统计特征和互相关性;基于该多元概率分布模型,可通过贝叶斯更新综合利用多种土性参数测试数据,提高HS参数预测的准确性,预测不确定性随着已知测量数据类型量的增加而降低;在估计HS参数 ErefoedEref50Erefur 时,应优先考虑收集压缩模量Es1-2 、含水率w和孔隙比等与目标参数具有强相关性的测试数据。

关键词: 土体硬化模型, 土性参数, 数据库, 多元概率分布, 贝叶斯更新

Abstract:

 To address the challenge of determining parameters for the hardening soil (HS) model in engineering practice, a database named HS-CLAY/9/196, which includes HS parameters, is established. A multivariate probability distribution for HS parameters is constructed based on the database. The probability distributions of HS parameters are updated using the available measured data of common soil parameters. The effects of the types and quantities of measured soil parameters on the estimation of HS parameters are studied. In addition, the probabilistic transformation models of HS model parameters (i.e., oedometric tangent stiffness  Erefoed, triaxial secant stiffness Eref50, and unloading/reloading stiffness Erefur) are proposed based on the given measured data. The results show that the established multivariate probability distribution model effectively characterizes the statistical characteristics and cross- correlations of HS parameters. Based on the constructed multivariate probability distribution model, various measured data can be integrated to enhance the accuracy of parameter predictions through Bayesian updating. The prediction uncertainty can be reduced as the variety of measured data increases. To achieve accurate predictions forErefoed,Eref50 , and Erefur with low uncertainty, priority should be given to collecting the measured data of soil parameters that are strongly cross-correlated with the target HS parameters, such as the compressibility modulus Es1-2, water content w, and void ratio e.

Key words: hardening soil model, soil parameters, database, multivariate probability distribution, Bayesian updating

中图分类号: TU 431
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