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基于堆叠集成算法的软岩填方路基沉降融合预测模型研究
1
作者
曾铃
谢宇航
+3 位作者
章赛泽
余慧聪
陈镜丞
张红日
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第9期125-138,共14页
在降雨入渗和交通荷载影响下,路基内部填筑软岩易发生持续的颗粒破碎、迁移及重新排列,进而引发路基产生不均匀沉降.沉降变形是评估路基稳定性与安全性的关键指标,开展路基沉降预测是预防道路失稳或病害的重要手段.然而,传统单一预测模...
在降雨入渗和交通荷载影响下,路基内部填筑软岩易发生持续的颗粒破碎、迁移及重新排列,进而引发路基产生不均匀沉降.沉降变形是评估路基稳定性与安全性的关键指标,开展路基沉降预测是预防道路失稳或病害的重要手段.然而,传统单一预测模型通常缺乏良好的普适性与泛化能力,难以适用于不同工况条件下的路基工程.因此,收集并分析了18个公路和铁路软岩填方路基工程的沉降监测数据,总结归纳了波浪型、折线型以及抛物线型等多种典型沉降趋势.在此基础上,基于Stacked Generalization(SG)集成算法,将三类不同领域内的预测模型进行组合,构建了适用于预测软岩填方路基沉降的SG融合模型.改进后的模型避免了复杂的超参数调整过程,适合直接应用于实际工程.并使用了Blocked K-Fold训练策略,提高模型的鲁棒性.在实际监测样本与数据匮乏的小样本条件下,将模型预测结果与多个传统模型进行对比,结果显示,SG融合模型多项误差评价指标显著低于其他模型,针对多个工程的沉降预测精度最高,具有更高的适用性和鲁棒性.研究成果可为软岩填方路基服役性能评价及工后维护提供理论参考与技术支撑.
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关键词
路堤工程
沉降
集成算法
堆叠泛化
预测
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职称材料
渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究
被引量:
8
2
作者
章赛泽
卞汉兵
+3 位作者
董小花
孙兆辉
韩慧敏
邱秀梅
《南水北调与水利科技》
CSCD
北大核心
2017年第5期164-169,共6页
为研究渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面抗剪强度及其随主要影响因素的变化规律,采用直剪仪开展了不同含水率、冻结温度、法向应力及冻结时间条件下渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究。结果表明:剪切的初始阶段,接触面存在...
为研究渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面抗剪强度及其随主要影响因素的变化规律,采用直剪仪开展了不同含水率、冻结温度、法向应力及冻结时间条件下渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究。结果表明:剪切的初始阶段,接触面存在局部剪应力释放现象,释放量大小受土体含水率、法向应力、冻结时间因素影响,但不受冻结温度的影响;在本试验参数范围内,接触面峰值抗剪强度随着土体含水率、法向应力、冻结时间的增加而增大,随冻结温度的降低而增大;接触面的抗剪强度实质上是冻土中的冰晶与混凝土衬砌接触面之间的胶结力,以及土体与混凝土衬砌接触面之间的黏聚力与摩擦力;峰值抗剪强度大小主要受胶结力影响;黏聚力和摩擦力主要受法向应力、冻结时间的影响。
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关键词
接触面
冻结
抗剪强度
下卧土
混凝土衬砌
剪应力
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职称材料
盐渍土与混凝土衬砌冻结强度直剪试验研究
被引量:
2
3
作者
孙兆辉
卞汉兵
+2 位作者
鹿翔宇
章赛泽
邱秀梅
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2020年第2期236-242,共7页
盐渍土、冻土作为特殊土一直是岩土工程领域研究的热点,但盐渍化冻土与结构之间的相互作用却鲜有报道。为研究山东季冻区、盐碱地渠系工程破坏问题,开展了氯盐、硫酸盐渍土在不同含盐量、不同法向应力条件下与混凝土衬砌冻结接触面的直...
盐渍土、冻土作为特殊土一直是岩土工程领域研究的热点,但盐渍化冻土与结构之间的相互作用却鲜有报道。为研究山东季冻区、盐碱地渠系工程破坏问题,开展了氯盐、硫酸盐渍土在不同含盐量、不同法向应力条件下与混凝土衬砌冻结接触面的直剪试验研究。结果表明:冻结接触面剪切破坏的性状与含盐类型和含盐量均有关,随氯化钠含量的增加,破坏性状由脆性破坏转为塑性破坏,且氯化钠含量约为2%时是破坏性状的转折点,硫酸钠含量的增加,不会改变接触面的脆性破坏性状;初始冻结强度来源于接触面上冰晶的胶结作用,随含盐量的增大,冻结强度降低,且含盐类型对冻结强度影响不同,氯化钠比硫酸钠对初始冻结强度降低作用更显著,当氯化钠含量接近2%、硫酸钠含量超过4%时,接触面完全丧失初始冻结强度;随着含盐量的增大,内摩擦角由不变到开始减小,黏聚力由开始降低到趋于稳定。
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关键词
盐渍土
接触面
冻结强度
直剪试验
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职称材料
重塑黏土恒压湿化变形试验研究
4
作者
邱秀梅
赵晓龙
+2 位作者
章赛泽
孙兆辉
卞汉兵
《南水北调与水利科技》
CSCD
北大核心
2017年第6期144-150,共7页
针对某重塑黏土,通过常规固结仪,研究了恒压下初始孔隙比、应力及初始饱和度对湿化变形的影响。试验结果显示,应力和初始孔隙比e对湿化变形影响明显,低应力下,变形随e的提高逐渐由膨胀变为压缩;高应力下,试样均发生压缩,压缩量随e的增...
针对某重塑黏土,通过常规固结仪,研究了恒压下初始孔隙比、应力及初始饱和度对湿化变形的影响。试验结果显示,应力和初始孔隙比e对湿化变形影响明显,低应力下,变形随e的提高逐渐由膨胀变为压缩;高应力下,试样均发生压缩,压缩量随e的增大而增大;定量分析了湿化变形与应力和e之间的关系。试样湿化稳定时间t0受应力和初始孔隙比e影响明显,t0随应力的增加而增大;低应力下,t0随e的增加而增大,高应力下,t0随e的增加先增大后减小。初始饱和度Sr对湿化变形也有较大影响,低压应力下,试样膨胀量随着Sr的增加先减小后增大,可能存在"最优初始饱和度",使得变形量最小;高压应力下,试样压缩量随Sr的增加而减小,二者可近似用直线拟合。
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关键词
非饱和土
孔隙比
饱和度
湿化变形
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职称材料
土石坝心墙裂缝发展的扩展有限元模拟
5
作者
赵晓龙
卞汉兵
+3 位作者
郑威
孙兆辉
章赛泽
邱秀梅
《山东农业大学学报(自然科学版)》
CSCD
北大核心
2018年第2期192-198,共7页
由于土石坝水力劈裂过程复杂,关于其发展机理目前仍有争议。无论是总应力法还是有效应力法都不能计算裂缝的扩展过程。为了进一步研究土石坝水力劈裂的发展机理,参照混凝土材料损伤模型的建模思路,根据土石坝水力劈裂中裂缝的形成过程,...
由于土石坝水力劈裂过程复杂,关于其发展机理目前仍有争议。无论是总应力法还是有效应力法都不能计算裂缝的扩展过程。为了进一步研究土石坝水力劈裂的发展机理,参照混凝土材料损伤模型的建模思路,根据土石坝水力劈裂中裂缝的形成过程,并结合非饱和土的力学特点,提出了压实黏土的孔隙扩展模型和裂缝张开模型,用来描述土样裂缝产生前后的状态。借助扩展有限元方法,对裂缝的扩展过程进行了数值模拟。最后通过一个简单的算例,验证了该方法的可行性。该方法对于水力劈裂的数值研究有一定的参考价值。
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关键词
扩展有限元
裂缝扩展模型
土石坝
水力劈裂
数值模拟
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职称材料
题名
基于堆叠集成算法的软岩填方路基沉降融合预测模型研究
1
作者
曾铃
谢宇航
章赛泽
余慧聪
陈镜丞
张红日
机构
长沙理工大学土木工程学院
中国建筑第五工程局有限公司
广西交科集团有限公司
出处
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第9期125-138,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(52078066,52378440,52078067)
交通运输行业重点科技项目(2022-MS1-032)
+3 种基金
湖南省自然科学基金项目(2023JJ1004,2024JJ6023)
湖南省教育厅科学研究项目(22B0342)
长沙市杰出创新青年培养计划(kq2305023)
长沙理工大学实践创新与创业项目(CLSJCX23045)。
文摘
在降雨入渗和交通荷载影响下,路基内部填筑软岩易发生持续的颗粒破碎、迁移及重新排列,进而引发路基产生不均匀沉降.沉降变形是评估路基稳定性与安全性的关键指标,开展路基沉降预测是预防道路失稳或病害的重要手段.然而,传统单一预测模型通常缺乏良好的普适性与泛化能力,难以适用于不同工况条件下的路基工程.因此,收集并分析了18个公路和铁路软岩填方路基工程的沉降监测数据,总结归纳了波浪型、折线型以及抛物线型等多种典型沉降趋势.在此基础上,基于Stacked Generalization(SG)集成算法,将三类不同领域内的预测模型进行组合,构建了适用于预测软岩填方路基沉降的SG融合模型.改进后的模型避免了复杂的超参数调整过程,适合直接应用于实际工程.并使用了Blocked K-Fold训练策略,提高模型的鲁棒性.在实际监测样本与数据匮乏的小样本条件下,将模型预测结果与多个传统模型进行对比,结果显示,SG融合模型多项误差评价指标显著低于其他模型,针对多个工程的沉降预测精度最高,具有更高的适用性和鲁棒性.研究成果可为软岩填方路基服役性能评价及工后维护提供理论参考与技术支撑.
关键词
路堤工程
沉降
集成算法
堆叠泛化
预测
Keywords
embankment engineering
subsidence
integrated algorithms
Stacked Generalization
forecasting
分类号
U416.1 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究
被引量:
8
2
作者
章赛泽
卞汉兵
董小花
孙兆辉
韩慧敏
邱秀梅
机构
山东农业大学水利土木工程学院
LEM
滨州市小清河管理局
出处
《南水北调与水利科技》
CSCD
北大核心
2017年第5期164-169,共6页
基金
国家科技支撑计划项目(2015BAB07B00)~~
文摘
为研究渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面抗剪强度及其随主要影响因素的变化规律,采用直剪仪开展了不同含水率、冻结温度、法向应力及冻结时间条件下渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究。结果表明:剪切的初始阶段,接触面存在局部剪应力释放现象,释放量大小受土体含水率、法向应力、冻结时间因素影响,但不受冻结温度的影响;在本试验参数范围内,接触面峰值抗剪强度随着土体含水率、法向应力、冻结时间的增加而增大,随冻结温度的降低而增大;接触面的抗剪强度实质上是冻土中的冰晶与混凝土衬砌接触面之间的胶结力,以及土体与混凝土衬砌接触面之间的黏聚力与摩擦力;峰值抗剪强度大小主要受胶结力影响;黏聚力和摩擦力主要受法向应力、冻结时间的影响。
关键词
接触面
冻结
抗剪强度
下卧土
混凝土衬砌
剪应力
Keywords
interface
frozen
shear strength
underlying soil
concrete lining
shear stress
分类号
TU411.7 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
盐渍土与混凝土衬砌冻结强度直剪试验研究
被引量:
2
3
作者
孙兆辉
卞汉兵
鹿翔宇
章赛泽
邱秀梅
机构
山东农业大学水利土木工程学院
LEM
出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2020年第2期236-242,共7页
基金
国家十二五科技支撑计划(2015BAB07B05)
山东省重点研发计划(2017GSF16104)资助。
文摘
盐渍土、冻土作为特殊土一直是岩土工程领域研究的热点,但盐渍化冻土与结构之间的相互作用却鲜有报道。为研究山东季冻区、盐碱地渠系工程破坏问题,开展了氯盐、硫酸盐渍土在不同含盐量、不同法向应力条件下与混凝土衬砌冻结接触面的直剪试验研究。结果表明:冻结接触面剪切破坏的性状与含盐类型和含盐量均有关,随氯化钠含量的增加,破坏性状由脆性破坏转为塑性破坏,且氯化钠含量约为2%时是破坏性状的转折点,硫酸钠含量的增加,不会改变接触面的脆性破坏性状;初始冻结强度来源于接触面上冰晶的胶结作用,随含盐量的增大,冻结强度降低,且含盐类型对冻结强度影响不同,氯化钠比硫酸钠对初始冻结强度降低作用更显著,当氯化钠含量接近2%、硫酸钠含量超过4%时,接触面完全丧失初始冻结强度;随着含盐量的增大,内摩擦角由不变到开始减小,黏聚力由开始降低到趋于稳定。
关键词
盐渍土
接触面
冻结强度
直剪试验
Keywords
saline soil
interface
frozen strength
direct shear test
分类号
TU443 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
重塑黏土恒压湿化变形试验研究
4
作者
邱秀梅
赵晓龙
章赛泽
孙兆辉
卞汉兵
机构
山东农业大学水利土木工程学院
河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室
LEM
出处
《南水北调与水利科技》
CSCD
北大核心
2017年第6期144-150,共7页
基金
山东省重点研发计划(2017GSF16104)
中央高校基本科研业务费专项资助项目(2017B651X14)
+1 种基金
江苏省研究生科研与实践创新计划资助项目(KYCX17_0475)
山东省科技发展计划项目(2012GNC11203)~~
文摘
针对某重塑黏土,通过常规固结仪,研究了恒压下初始孔隙比、应力及初始饱和度对湿化变形的影响。试验结果显示,应力和初始孔隙比e对湿化变形影响明显,低应力下,变形随e的提高逐渐由膨胀变为压缩;高应力下,试样均发生压缩,压缩量随e的增大而增大;定量分析了湿化变形与应力和e之间的关系。试样湿化稳定时间t0受应力和初始孔隙比e影响明显,t0随应力的增加而增大;低应力下,t0随e的增加而增大,高应力下,t0随e的增加先增大后减小。初始饱和度Sr对湿化变形也有较大影响,低压应力下,试样膨胀量随着Sr的增加先减小后增大,可能存在"最优初始饱和度",使得变形量最小;高压应力下,试样压缩量随Sr的增加而减小,二者可近似用直线拟合。
关键词
非饱和土
孔隙比
饱和度
湿化变形
Keywords
unsaturated soil
void ratio
water saturation
wetting deformation
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
土石坝心墙裂缝发展的扩展有限元模拟
5
作者
赵晓龙
卞汉兵
郑威
孙兆辉
章赛泽
邱秀梅
机构
河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室
河海大学岩土工程科学研究所
山东农业大学水利土木工程学院
LEM
徐州市水利建筑设计研究院
出处
《山东农业大学学报(自然科学版)》
CSCD
北大核心
2018年第2期192-198,共7页
基金
山东省重点研发计划(2017GSF16104)
中央高校基本科研业务费专项资助项目(2017B651X14)
江苏省研究生科研与实践创新计划资助项目(KYCX17_0475)
文摘
由于土石坝水力劈裂过程复杂,关于其发展机理目前仍有争议。无论是总应力法还是有效应力法都不能计算裂缝的扩展过程。为了进一步研究土石坝水力劈裂的发展机理,参照混凝土材料损伤模型的建模思路,根据土石坝水力劈裂中裂缝的形成过程,并结合非饱和土的力学特点,提出了压实黏土的孔隙扩展模型和裂缝张开模型,用来描述土样裂缝产生前后的状态。借助扩展有限元方法,对裂缝的扩展过程进行了数值模拟。最后通过一个简单的算例,验证了该方法的可行性。该方法对于水力劈裂的数值研究有一定的参考价值。
关键词
扩展有限元
裂缝扩展模型
土石坝
水力劈裂
数值模拟
Keywords
Extended finite element method(XFEM)
crack extension model
earth rockfill dam
hydraulic fracture
numerical simulation
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于堆叠集成算法的软岩填方路基沉降融合预测模型研究
曾铃
谢宇航
章赛泽
余慧聪
陈镜丞
张红日
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究
章赛泽
卞汉兵
董小花
孙兆辉
韩慧敏
邱秀梅
《南水北调与水利科技》
CSCD
北大核心
2017
8
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职称材料
3
盐渍土与混凝土衬砌冻结强度直剪试验研究
孙兆辉
卞汉兵
鹿翔宇
章赛泽
邱秀梅
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2020
2
在线阅读
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职称材料
4
重塑黏土恒压湿化变形试验研究
邱秀梅
赵晓龙
章赛泽
孙兆辉
卞汉兵
《南水北调与水利科技》
CSCD
北大核心
2017
0
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职称材料
5
土石坝心墙裂缝发展的扩展有限元模拟
赵晓龙
卞汉兵
郑威
孙兆辉
章赛泽
邱秀梅
《山东农业大学学报(自然科学版)》
CSCD
北大核心
2018
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