水利与建筑工程学报2024,Vol.22Issue(1) :186-191,226.DOI:10.3969/j.issn.1672-1144.2024.01.025

基于机器学习的砂土邓肯-张模型参数预测

Parameters Prediction of Duncan-Chang Model for Sandy Soil Based on Machine Learning

宋瑞 唐洪祥 张韬 邹君鹏 来源 张鹏
水利与建筑工程学报2024,Vol.22Issue(1) :186-191,226.DOI:10.3969/j.issn.1672-1144.2024.01.025

基于机器学习的砂土邓肯-张模型参数预测

Parameters Prediction of Duncan-Chang Model for Sandy Soil Based on Machine Learning

宋瑞 1唐洪祥 2张韬 1邹君鹏 3来源 1张鹏3
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作者信息

  • 1. 空军勤务学院,江苏徐州 221000
  • 2. 大连理工大学 辽宁大连 116000
  • 3. 天津港远航国际矿石码头有限公司,天津 300450
  • 折叠

摘要

为了给砂土邓肯-张模型参数的确定提供一种不做三轴试验条件下的获取途径,以大量的砂土三轴试验数据为基础,利用机器学习算法(支持向量机),用平均粒径、不均匀系数、曲率系数、相对密实度、干密度等较容易测得的基本物理参数作为输入值,以邓肯-张本构模型参数作为输出值,建立砂土本构参数的预测模型.从输入参数与输出参数的相关性看,输入参数中的干密度对输出参数影响最大;从不同核函数对支持向量机(SVM)预测效果的影响看,RBF核函数预测效果最好;在此基础上,预测邓肯-张本构模型参数.利用建立的参数预测模型,只需进行简单的室内物理性质试验获得基本物理性质参数,即可推定用于工程数值计算的邓肯-张模型参数,提高工程分析的效率和准确性,也可以用于判断室内三轴试验结果的正确性等.

Abstract

In this work,a large number of sand triaxial test data were collected and sorted,and a machine learning al-gorithm(support vector machine)was used to establish a prediction model of sand constitutive parameters with the av-erage particle size,non-uniformity coefficient,curvature coefficient,relative compactness,dry density and other easily measured basic physical parameters as input parameters and Duncan-Chang constitutive model parameters as output pa-rameters.From the correlation between input parameters and output parameters,the dry density of input parameters has the greatest influence on output parameters.According to the influence of different kernel functions on SVM predic-tion,RBF kernel function has the best prediction effect.On this basis,the parameters of the Duncan-Chang constitu-tive model are predicted,and the average particle size d50 is taken as the input control parameter to further improve the prediction results of the model.Using the established parameter prediction model,researchers only need to carry out a simple indoor physical property test to obtain basic physical property parameters,which can be used to infer the param-eters of Duncan-Chang model for engineering numerical calculation,so as to improve the efficiency and accuracy of en-gineering analysis,and can also be used to judge the correctness of indoor triaxial test results.

关键词

机器学习/砂土/邓肯-张模型/参数预测

Key words

machine learning/sand/Duncan-Chang model/parameter prediction

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基金项目

中央高效基本科研业务费(DUT21TD106)

出版年

2024
水利与建筑工程学报
西北农林科技大学

水利与建筑工程学报

影响因子:0.383
ISSN:1672-1144
参考文献量23
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