基于贝叶斯逻辑回归模型的边坡稳定性预测

该研究中提出了一种基于贝叶斯逻辑回归模型的边坡稳定性预测方法。该方法以边坡稳定性为预测对象,选取边坡的坡高、坡角以及岩土体的黏聚力、内摩擦角、重度、孔隙压力比6个指标作为特征参数,通过贝叶斯推断对逻辑回归模型中的自变量的回归系数和截距进行了估计。在收集大量边坡数据集的基础上,研究了数据预处理方法(标准化、归一化至[0,1]、归一化至[-1,1])及3种先验分布(正态分布、柯西分布、t分布)对模型精度的影响。结果表明:将数据进行归一化处理后得到的预测结果在准确性上与采用标准化处理后得到的结果较为接近;采用不同形式的先验分布,模型优化结果差别不大,但发现各先验分布的平均值和标准差会影响回归系数(截距)的后验结果;在采用五折交叉验证的情况下,当数据预处理方法为归一化至[-1,1]且先验分布为正态分布时,模型的预测准确率最高,其AUC值达到了0.860。

基于Peck公式的盾构隧道施工引起的地层三维沉降预测

盾构隧道施工会诱发地层沉降,合理地预测地层沉降对于保护邻近地下结构具有重要意义。首先,通过分析地表与地表以下深层土体的沉降规律,建立二者之间的联系;然后,基于Peck公式,通过引入不同种类土体的参数a,掌子面地表位移释放率η以及地表纵向沉降最大斜率k,提出不同种类土体中单、双洞盾构隧道施工诱发地层三维沉降的计算公式;最后,利用工程实测数据进行了对比验证,并对相关参数影响规律进行了简要分析。研究结果表明:本文方法与实测数据吻合良好,验证了该方法的准确性和适用性;合理的控制先、后行隧道开挖距离可以有效地减小掌子面土体沉降;地层沉降槽形态变化系数C(z)可以较好地预测双洞隧道开挖时任一深度土体沉降槽的形态。文末通过对大量实测数据分析,给出了相关参数的取值范围,可为无工程经验地区提供参考。

基于模糊层次分析法的预应力锚索加固顺层边坡稳定性评价

预应力锚索框架结构是顺层边坡最常见的固坡方式之一,对于采用该类支护的边坡稳定性的评价,其影响因素众多且存在模糊不确定性。以贵州省公路顺层边坡为例,提出了一个基于模糊层次分析法的边坡稳定性评定模型。基于贵州省公路边坡的实际调研情况,建立了预应力锚索加固顺层边坡稳定性评价指标体系,包括5大类21个影响因素,即边坡几何特征、工程地质特征、预应力锚索框架梁工作状况参数、水文及截排水状况、其他参数。采用数值模拟方法分析了顺层边坡稳定性与边坡几何参数、结构面力学参数和锚索设计参数的关系。通过数值正交试验比较了边坡高度、边坡角度、坡后角和结构面强度对顺层边坡稳定性的影响,结果表明顺层边坡稳定性受结构面强度和坡后角影响显著。基于模糊层次分析法建立了预应力锚索加固顺层边坡稳定状况评价模型。模型基于数值计算结果并通过对影响因素的两两对比确定各评价参数的权重。将边坡稳定性划分为"非常稳定""稳定""较稳定""欠稳定""不稳定"5个等级。最后,使用该评价模型对贵(阳)遵(义)复线K86左幅边坡稳定状况进行评价,边坡稳定性模糊隶属度为(0.14,0.35,0.25,0.23,0),边坡稳定状态为"稳定,正常养护巡查"。评价结果与现场监测结果相符。

基于支持向量机的边坡稳定状态预测及参数优化

以边坡稳定状态为预测对象,在搜集了171个边坡数据的基础上,选取容重、黏聚力、内摩擦角、孔隙压力比、坡角、坡高作为预测指标,建立了基于支持向量机的边坡稳定状态预测模型。在此基础上,研究了模型训练集抽取比例(50%、60%、70%、80%)、数据预处理方法(标准化、归一化至[0,1]、归一化至[-1,1])及模型最优参数确定方法对预测结果的影响。提出了两种模型最优参数搜索方案。方案一是“N个搜索网格,逐个网格优化搜索”,方案二是“单个搜索网格,逐个网格点N次采样平均”。结果表明:预测模型在各种情况下的平均准确率均在80%左右;随训练集抽取比例增加,模型的预测准确性显著提升;当训练集抽取比例为80%,将数据归一化至[-1,1],取SVM模型的惩罚参数c和核函数参数g分别为2^(5)、2^(0)时,模型的平均准确率最高,达到了84.39%;将数据进行归一化处理后得到的预测结果在准确性上与采用标准化后的结果较为接近;最优参数搜索方案二在准确率、计算效率上要优于方案一。最后,使用建立的模型预测了22个稳定边坡和17个不稳定边坡的稳定状态,总体准确率达92.31%。

不同固化方式对微生物固化砂土强度影响的研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)利用微生物自身代谢产物诱导碳酸钙沉淀的形成,使生成的沉淀附着在颗粒表面及孔隙中,将原本松散的土颗粒胶结起来,达到固化土体的目的。选用巴氏芽孢八叠球菌,采用4种不同的固化方式来固化砂土,对固化后的砂柱进行表观分析、电镜扫描和无侧限抗压强度试验来对比不同固化方式对固化砂土强度的影响。试验发现:灌浆速率为50 m L/h的分步灌浆方式对砂土的固化效果要优于浸泡方式的固化效果,其无侧限抗压强度均值提高了15.58%,在同样浸泡的条件下,胶结液成分的改变使固化砂土的无侧限抗压强度均值提高了16.62%。此外,降低砂土饱和度,也是提高其固化效果的重要因素。