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基于大数据融合技术的稀疏测量场地三维概率化重构
1
作者 杨智勇 丁宇超 +2 位作者 冷振东 刘志军 黎学优 《岩土力学》 北大核心 2025年第6期1881-1896,共16页
受工程预算影响,特定场地的勘探数据一般十分有限,有限的勘测数据往往会导致估计的土体参数存在较大的统计不确定性。与此同时,随着岩土勘探设备与信息化技术的发展,岩土体参数数据库却日益庞大,如何有效地利用岩土体大数据去量化三维... 受工程预算影响,特定场地的勘探数据一般十分有限,有限的勘测数据往往会导致估计的土体参数存在较大的统计不确定性。与此同时,随着岩土勘探设备与信息化技术的发展,岩土体参数数据库却日益庞大,如何有效地利用岩土体大数据去量化三维稀疏测量场地土体参数不确定性是一个富有挑战性的问题。为此,提出了基于大数据融合技术的三维稀疏测量场地概率化重构方法。首先,根据吉布斯抽样技术估计有限勘探数据条件下三维场地土体参数的概率分布模型,该模型同时考虑不同钻孔勘测数据在水平和垂直方向的空间自相关性。其次,同样采用吉布斯抽样构建基于数据库数据的土体参数概率分布模型。在此基础上,通过变种贝叶斯理论融合三维场地土体参数概率模型和基于数据库数据的土体参数概率模型,推导了融合数据库信息后的稀疏测量场地土体参数变种概率分布模型,通过变种概率分布模型模拟不完备钻孔数据,得到了具有格栅结构的完备钻孔数据,利用Kronecker内积分解大尺度自相关矩阵,实现高效的三维场地概率化重构方法。最后,以一个模拟虚拟场地和美国德克萨斯州某勘探场地为例,阐明了所提方法的有效性。结果表明:所提方法能有效地融合岩土体大数据,融合岩土体大数据能够显著地降低三维稀疏测量场地土体参数的不确定性,为稀疏测量场地的三维概率化重构提供一种有效分析工具。 展开更多
关键词 场地勘测 不确定性 岩土体大数据 吉布斯抽样 数据融合
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面向土木、水利与海洋工程专业的基础工程教学改革研究探索 被引量：1
2
作者 陈炜昀 黎学优 +1 位作者 林凯荣 黄林冲 《高等建筑教育》 2024年第6期107-112,共6页
基础工程作为传统土木工程专业的核心基础课程,已经广泛应用于海洋、水利、交通、能源、环保等领域。为了让基础工程课程内容更好地满足社会和行业的需求,结合中山大学基础工程课程的实际情况,吸纳国内外高校的先进教学理念,进行了基础... 基础工程作为传统土木工程专业的核心基础课程,已经广泛应用于海洋、水利、交通、能源、环保等领域。为了让基础工程课程内容更好地满足社会和行业的需求,结合中山大学基础工程课程的实际情况,吸纳国内外高校的先进教学理念,进行了基础工程课程的教学改革研究探索。教学内容方面,丰富和拓展教学内容的同时,对核心内容进行必要的精简;教学方式方面,重视工程实践教学和虚拟仿真教学的有机结合;考核方式方面,在改进传统笔试的基础上,通过课程设计全面锻炼和考查学生运用知识解决实际问题的能力。 展开更多
关键词 土木、水利与海洋工程专业 基础工程 教学改革 复合型人才
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基于强度折减采样与高斯过程回归的空间变异土坡自适应可靠度分析
3
作者 刘亚栋 刘贤 +1 位作者 黎学优 杨智勇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期978-987,共10页
土体参数空间变异性对土坡稳定性的影响已受到岩土工程界的广泛关注,繁冗的计算量是空间变异土坡可靠度分析面临的瓶颈问题。基于强度折减采样(SRS)和高斯过程回归(GPR)模型,提出一种适用于高维空间的空间变异土坡自适应可靠度分析方法(... 土体参数空间变异性对土坡稳定性的影响已受到岩土工程界的广泛关注,繁冗的计算量是空间变异土坡可靠度分析面临的瓶颈问题。基于强度折减采样(SRS)和高斯过程回归(GPR)模型,提出一种适用于高维空间的空间变异土坡自适应可靠度分析方法(SRS-GPR)。首先采用Karhunen-Loève展开法将空间变异土体强度参数离散为高维随机变量,随后根据SRS生成土坡临界样本点,接着通过GPR构建土体参数随机场与边坡安全系数之间的高维非线性函数关系,并基于主动学习策略自动搜寻最优训练样本点,迭代更新GPR模型。在此基础上,结合GPR模型和蒙特卡洛模拟进行边坡可靠度分析。最后,通过两个典型算例验证所提方法的准确性、高效性、鲁棒性和适用性。结果表明:所提方法可有效识别靠近极限状态面附近的最优样本点,使得迭代更新的GPR模型在该区域的预测精度逐渐提高。此外,所提方法不受随机变量维度的影响,可直接在高维参数空间应用,且对边坡稳定性模型的调用次数较少,在计算效率方面具有显著优势。 展开更多
关键词 强度折减采样 高斯过程回归 自适应可靠度分析 高维空间 空间变异性
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基于高性能有限单元法的多层地基水平受荷桩受力分析 被引量：7
4
作者 赵海鹏 黎学优 +2 位作者 万建宏 郑翔之 刘思威 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1995-2003,2014,共10页
多层地基水平受荷桩的受力变形特性分析是设计中的关键步骤。针对传统有限单元法在准确性与计算效率上的不足,提出了一种用于分析该类桩基的高性能有限单元法。该法构建了一种桩单元,并采用分布在单元内部的连续"土体弹簧"反... 多层地基水平受荷桩的受力变形特性分析是设计中的关键步骤。针对传统有限单元法在准确性与计算效率上的不足,提出了一种用于分析该类桩基的高性能有限单元法。该法构建了一种桩单元,并采用分布在单元内部的连续"土体弹簧"反映非线性桩-土相互作用。其最大特点是在桩单元内部整合了"土体弹簧",即桩单元同时包含了桩体与土体信息。推导了适用于多层地基中的桩单元,并引入高斯-勒让德方法简化总势能求和过程;推导了单元刚度矩阵并运用在牛顿-拉夫逊增量迭代数值分析中,引入割线关系减少迭代过程中的累计误差。此外,该法还通过更新拉格朗日方法来考虑几何大变形。算例结果表明:高性能有限单元法与解析解及现场试验结果吻合较好;在多层地基条件下,桩单元模型较离散弹簧单元模型可大幅减少单元数目及计算时长,可有效提高计算效率。 展开更多
关键词 水平受荷桩 有限单元法 桩-土相互作用 桩单元 多层地基
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考虑场地多源勘测数据三维空间相关性的土体参数概率密度函数估计 被引量：4
5
作者 杨智勇 尹城川 +2 位作者 聂家岩 黎学优 祁小辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1571-1584,共14页
岩土工程场地勘测数据一般包含多个土体参数的数据,这些数据不仅具有交叉相关性,而且具有三维空间自相关性。如何有效地利用这些数据去量化土体参数的不确定性是一个富有挑战性的问题。为此,提出了考虑多源勘测数据三维空间相关性的土... 岩土工程场地勘测数据一般包含多个土体参数的数据,这些数据不仅具有交叉相关性,而且具有三维空间自相关性。如何有效地利用这些数据去量化土体参数的不确定性是一个富有挑战性的问题。为此,提出了考虑多源勘测数据三维空间相关性的土体参数联合概率密度函数估计方法。首先介绍了基于单钻孔多源勘测数据(仅考虑勘测数据垂直相关性)的土体参数概率密度方法,在此基础上,提出了基于Gibbs抽样的考虑多钻孔多源勘测数据垂直和水平相关性的土体参数概率密度函数估计方法。最后以一模拟虚拟场地和美国德克萨斯州一实际场地为例阐明了所提方法的有效性。结果表明,所提方法能为融合多源勘测数据的场地土体参数不确定性量化提供一种有效分析工具。采用多钻孔勘测数据能够有效地降低土体参数的统计不确定性。 展开更多
关键词 场地勘测 不确定性 三维空间变异性 多源勘测数据 GIBBS抽样
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基于高性能有限单元的单桩稳定性分析法 被引量：2
6
作者 万建宏 郑翔之 +2 位作者 欧阳苇航 刘思威 黎学优 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2805-2813,共9页
现行的桩基设计方法主要基于线弹性理论及采用半经验假定,难以准确地检验长桩在土体非线性条件下的稳定性。基于非线性有限单元分析理论,提出了高性能桩单元分析法用于非线性分析,可直接检验单桩稳定性且无需假定桩的计算长度系数。在... 现行的桩基设计方法主要基于线弹性理论及采用半经验假定,难以准确地检验长桩在土体非线性条件下的稳定性。基于非线性有限单元分析理论,提出了高性能桩单元分析法用于非线性分析,可直接检验单桩稳定性且无需假定桩的计算长度系数。在桩单元推导过程中,通过整合在单元内部的连续弹簧以考虑土-结构相互作用(SSI),能够大幅提升计算效率。使用牛顿-拉夫逊迭代法进行迭代运算,利用推导的相应单元切线刚度矩阵预测位移,并通过割线关系减少每一步迭代中产生的误差,在桩的大变形条件下采用更新拉格朗日法确定平衡条件。算例验证表明,桩单元模型在考虑土体非线性条件下,能高效、可靠地对单桩进行分析和设计。 展开更多
关键词 单桩 有限单元 土-结构相互作用 桩单元 P-Y曲线
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广州市复合洪水及衍生滑坡灾害风险评估及 空间迁移规律研究 被引量：1
7
作者 李晓迪 钟鸣 黎学优 《人民珠江》 2023年第10期1-12,共12页
河口地区受高强度局部暴雨和潮位顶托作用的影响,复合洪水及衍生滑坡灾害频发。提出了一种复合洪水及衍生滑坡灾害风险评估及空间迁移规律研究的综合方法,以广州市为研究区,构建了广州市复合洪水及衍生滑坡灾害风险评估指标体系,采用加... 河口地区受高强度局部暴雨和潮位顶托作用的影响,复合洪水及衍生滑坡灾害频发。提出了一种复合洪水及衍生滑坡灾害风险评估及空间迁移规律研究的综合方法,以广州市为研究区,构建了广州市复合洪水及衍生滑坡灾害风险评估指标体系,采用加权综合评价法对多源复合灾害进行风险评估,并基于标准差椭圆法探究上述3种灾害的风险空间分布格局及灾害风险迁移规律。结果表明:①广州市有52.81%的地区属于中高风险及高风险区域,复合洪水及衍生滑坡灾害风险整体上呈现东北高西南低的特点,其中从化区和增城区风险较高,因此,应对以上区域采取防灾减灾措施降低灾害风险;②暴雨洪水-复合洪水-复合洪水及衍生滑坡灾害的风险重心先向西南方向移动后向东北,灾害风险呈现西南—东北分布格局,灾害风险的聚集效应先增强后逐渐减弱。研究结果可为复合灾害的风险决策及防灾规划提供科学依据。 展开更多
关键词 复合洪水 滑坡 指标体系法 标准差椭圆 风险评估
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基于伯努利-伽马-高斯模型的ECMWF逐日降水预报订正研究
8
作者 简志健 赵铜铁钢 +4 位作者 黎学优 蔡华阳 段凯 王海龙 刘智勇 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2023年第8期67-78,共12页
【目的】针对欧洲中期天气预报中心ECMWF降水原始预报存在的系统误差及随机误差,应用伯努利-伽马-高斯模型进行误差订正。【方法】以我国80个二级流域为单位评估检验模型订正效果,重点对我国珠江流域对应的二级子流域进行分析。使用排... 【目的】针对欧洲中期天气预报中心ECMWF降水原始预报存在的系统误差及随机误差,应用伯努利-伽马-高斯模型进行误差订正。【方法】以我国80个二级流域为单位评估检验模型订正效果,重点对我国珠江流域对应的二级子流域进行分析。使用排序概率技巧得分CRPSS等对订正前后预报进行评价。【结果】在预报技巧方面,经订正后珠江10个流域都得到了改善;平均而言珠江流域经订正后CRPSS提高了30,其中红柳江流域提升最大,订正后精度技巧得分提升了近80。【结论】伯努利-伽马-高斯模型能有效订正原始预报的系统偏差,提高预报的准确性;不同时期订正效果有所区别,对出现极值降水较少的偏枯期和特枯期,订正效果有更好的表现;累积降水预报订正后几乎所有流域都优于多年气候态的精度;订正的效果和相关系数大小有关,相关系数表现好的流域有更高的预测技巧得分,经订正后有利于后续水文集合预报应用。 展开更多
关键词 逐日降水 次季节 集合预报 预报订正 预报检验 降水 不确定性 水文预报精度
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