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基于孔压静力触探试验测试数据的原位固结系数物理信息神经网络反演方法
被引量：
4
1
作者
李林
左林龙
+1 位作者
胡涛涛
宋博恺
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2889-2899,共11页
固结系数是软基沉降计算和稳定性分析的关键参数,现有固结系数原位测试方法存在耗时长且精度低的缺点。根据孔压静力触探试验(piezoconepenetrationtest,简称CPTU)贯入机制与锥肩超孔隙水压力消散模式,采用圆孔扩张理论和轴对称固结方...
固结系数是软基沉降计算和稳定性分析的关键参数,现有固结系数原位测试方法存在耗时长且精度低的缺点。根据孔压静力触探试验(piezoconepenetrationtest,简称CPTU)贯入机制与锥肩超孔隙水压力消散模式,采用圆孔扩张理论和轴对称固结方程描述CPTU锥肩超孔隙水压力的形成、发展和消散过程,利用神经网络自动微分功能将轴对称固结方程嵌入深度神经网络,通过物理方程损失函数、边界条件损失函数和初始条件损失函数形成神经网络的物理信息约束,同时将CPTU孔压测试数据作为数据驱动项,以最小化超孔隙水压力损失函数为优化目标,建立了CPTU孔压测试数据反演场地原位固结系数的物理信息神经网络(physics-informed neural networks,简称PINNs)模型。通过已有离心模型试验数据反演验证了PINNs模型反演场地原位固结系数的有效性,并利用CPTU孔压测试数据分析了PINNs模型反演原位固结系数的鲁棒性。结果表明:提出的PINNs模型能够有效利用CPTU孔压测试数据快速准确地反演场地原位固结系数;由于模型融入了物理机制约束,所需训练数据量少,且对有噪声的孔压测试数据具有较强的鲁棒性和泛化性能,为准确、快速可靠测试场地原位固结系数提供了有效途径。
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关键词
原位固结系数
静力触探
孔压测试
数据
固结方程
物理信息神经网络
参数反演
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职称材料
基于非饱和剪切体变特征的马兰黄土液化评价方法
2
作者
慕焕东
邓亚虹
+3 位作者
赵勋昌
何乃楠
郑龙浩
何也
《岩土力学》
北大核心
2025年第10期3197-3207,共11页
为探究黄土体积的变化特征与其孔压和液化之间的关系,选取古浪马兰黄土为研究对象,通过非饱和固结排水试验对不同含水率和围压下黄土的剪切体变特征进行研究,并通过饱和固结不排水试验对黄土的应力路径和孔压特性进行研究,在此基础上分...
为探究黄土体积的变化特征与其孔压和液化之间的关系,选取古浪马兰黄土为研究对象,通过非饱和固结排水试验对不同含水率和围压下黄土的剪切体变特征进行研究,并通过饱和固结不排水试验对黄土的应力路径和孔压特性进行研究,在此基础上分析不同含水率下临界状态线的分布规律,进而建立饱和状态下的临界状态线,并与饱和固结不排水试验得到的临界状态线进行对比验证,据此建立黄土体变与孔压之间的联系,提出一种基于非饱和剪切体变的液化评价方法。研究表明:非饱和马兰黄土的应力-应变曲线总体呈现出应变硬化型,剪切体变为剪缩型;饱和马兰黄土的应力-应变曲线呈应变软化型,偏应力随平均有效应力的增加先增加至峰值,后逐渐减小并趋于稳定;非饱和状态下各临界状态线近似平行,随着含水率的增大临界状态线的分布越靠下,含水率对临界状态线的斜率影响较小而对截距影响较大;土体初始状态点到饱和临界状态线的距离即为孔压的变化量,基于饱和临界状态线计算的孔压判别古浪马兰黄土只是存在液化可能。研究成果是黄土液化评价方面有价值的探索。
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关键词
马兰黄土
剪切体变特征
液化临界状态线
液化评价
应力路径
孔压测试
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职称材料
煤层底板断层抗渗性能“三孔”原位测试与评价
3
作者
戴磊
段李宏
《工矿自动化》
北大核心
2022年第5期128-132,共5页
针对“双孔”法现场压渗测试技术采用单一方向的压渗测试,未考虑岩层裂隙的方向和各向异性特点,导致结果与复杂岩层多向受压的实际情况有较大差异的问题,采用“三孔”法现场压渗试验方法,分别对城郊煤矿二水平煤层F_(N-6)正断层进行了...
针对“双孔”法现场压渗测试技术采用单一方向的压渗测试,未考虑岩层裂隙的方向和各向异性特点,导致结果与复杂岩层多向受压的实际情况有较大差异的问题,采用“三孔”法现场压渗试验方法,分别对城郊煤矿二水平煤层F_(N-6)正断层进行了正向、反向压水试验。在典型巷道布置3个钻孔分别用于注水和监测水压,第1次压水试验为正向压水试验,第2次压水试验为反向压水试验。将水压监测孔水压和压渗流量明显随注水水压同步变化的点作为起始渗透特征点,对应的注水水压确定为起始导渗水压力,若注水水压按照设计值持续增大,测渗水压较注水水压小且保持稳定,注水流量相对稳定,则表明在原始状态下,现场岩层的抗渗能力极强,为隔水层,反之为导水裂隙。正向压水试验表明:在初始状态下F_(N-6)正断层上段的导水能力极其微弱,属于隔水层;随着注水水压升高,压水孔和水压监测孔间的岩体密集发生劈裂产生了裂隙,但规模较小,导水能力较弱,仅以微小裂隙的渗流为主。在反向压水试验过程中,导水通道数量较正向压水试验时有所增加,导致压水孔和水压监测孔间的压差降低,在水压监测孔和压水孔间形成了优势导水通道,只有超过临界导渗水压(F_(N-6)正断层的临界导渗水压为11 MPa)时才能形成实际的渗流状态。
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关键词
煤层底板突水
围岩隔水能力
原位
测试
抗渗性能
双向
压
渗
测试
“三
孔
”法现场
压
渗
测试
技术
正向
压
水
反向
压
水
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职称材料
题名
基于孔压静力触探试验测试数据的原位固结系数物理信息神经网络反演方法
被引量：
4
1
作者
李林
左林龙
胡涛涛
宋博恺
机构
长安大学公路学院
长安大学西安市绿色智慧交通岩土工程重点实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2889-2899,共11页
基金
国家自然科学基金(No.52108297)
中国博士后基金面上项目(No.2021M692742)
+2 种基金
中国博士后基金特别资助项目(No.2023T160560)
陕西省秦创原引用高层次创新创业人才项目(No.QCYRCXM-2022-29)
中央高校基本科研业务费(No.300102212301,No.300102214303)。
文摘
固结系数是软基沉降计算和稳定性分析的关键参数,现有固结系数原位测试方法存在耗时长且精度低的缺点。根据孔压静力触探试验(piezoconepenetrationtest,简称CPTU)贯入机制与锥肩超孔隙水压力消散模式,采用圆孔扩张理论和轴对称固结方程描述CPTU锥肩超孔隙水压力的形成、发展和消散过程,利用神经网络自动微分功能将轴对称固结方程嵌入深度神经网络,通过物理方程损失函数、边界条件损失函数和初始条件损失函数形成神经网络的物理信息约束,同时将CPTU孔压测试数据作为数据驱动项,以最小化超孔隙水压力损失函数为优化目标,建立了CPTU孔压测试数据反演场地原位固结系数的物理信息神经网络(physics-informed neural networks,简称PINNs)模型。通过已有离心模型试验数据反演验证了PINNs模型反演场地原位固结系数的有效性,并利用CPTU孔压测试数据分析了PINNs模型反演原位固结系数的鲁棒性。结果表明:提出的PINNs模型能够有效利用CPTU孔压测试数据快速准确地反演场地原位固结系数;由于模型融入了物理机制约束,所需训练数据量少,且对有噪声的孔压测试数据具有较强的鲁棒性和泛化性能,为准确、快速可靠测试场地原位固结系数提供了有效途径。
关键词
原位固结系数
静力触探
孔压测试
数据
固结方程
物理信息神经网络
参数反演
Keywords
in-situ consolidation coefficient
static cone penetration
pore pressure test data
consolidation equation
physics-informed neural networks
parameter inversion
分类号
TU447 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于非饱和剪切体变特征的马兰黄土液化评价方法
2
作者
慕焕东
邓亚虹
赵勋昌
何乃楠
郑龙浩
何也
机构
长安大学地质工程与测绘学院
长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室
西安理工大学岩土工程研究所
甘肃省地质矿产勘查开发局第二地质矿产勘查院
出处
《岩土力学》
北大核心
2025年第10期3197-3207,共11页
基金
国家自然科学基金(No.42372336)
长安大学中央高校基本科研业务费专项资金(No.300102262505)。
文摘
为探究黄土体积的变化特征与其孔压和液化之间的关系,选取古浪马兰黄土为研究对象,通过非饱和固结排水试验对不同含水率和围压下黄土的剪切体变特征进行研究,并通过饱和固结不排水试验对黄土的应力路径和孔压特性进行研究,在此基础上分析不同含水率下临界状态线的分布规律,进而建立饱和状态下的临界状态线,并与饱和固结不排水试验得到的临界状态线进行对比验证,据此建立黄土体变与孔压之间的联系,提出一种基于非饱和剪切体变的液化评价方法。研究表明:非饱和马兰黄土的应力-应变曲线总体呈现出应变硬化型,剪切体变为剪缩型;饱和马兰黄土的应力-应变曲线呈应变软化型,偏应力随平均有效应力的增加先增加至峰值,后逐渐减小并趋于稳定;非饱和状态下各临界状态线近似平行,随着含水率的增大临界状态线的分布越靠下,含水率对临界状态线的斜率影响较小而对截距影响较大;土体初始状态点到饱和临界状态线的距离即为孔压的变化量,基于饱和临界状态线计算的孔压判别古浪马兰黄土只是存在液化可能。研究成果是黄土液化评价方面有价值的探索。
关键词
马兰黄土
剪切体变特征
液化临界状态线
液化评价
应力路径
孔压测试
Keywords
Malan loess
shear volume characteristics
liquefaction critical state line
liquefaction evaluation
stress path
pore pressure testing
分类号
TU444 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
煤层底板断层抗渗性能“三孔”原位测试与评价
3
作者
戴磊
段李宏
机构
河南能源化工集团永城煤电控股集团有限公司
出处
《工矿自动化》
北大核心
2022年第5期128-132,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(U1710253)。
文摘
针对“双孔”法现场压渗测试技术采用单一方向的压渗测试,未考虑岩层裂隙的方向和各向异性特点,导致结果与复杂岩层多向受压的实际情况有较大差异的问题,采用“三孔”法现场压渗试验方法,分别对城郊煤矿二水平煤层F_(N-6)正断层进行了正向、反向压水试验。在典型巷道布置3个钻孔分别用于注水和监测水压,第1次压水试验为正向压水试验,第2次压水试验为反向压水试验。将水压监测孔水压和压渗流量明显随注水水压同步变化的点作为起始渗透特征点,对应的注水水压确定为起始导渗水压力,若注水水压按照设计值持续增大,测渗水压较注水水压小且保持稳定,注水流量相对稳定,则表明在原始状态下,现场岩层的抗渗能力极强,为隔水层,反之为导水裂隙。正向压水试验表明:在初始状态下F_(N-6)正断层上段的导水能力极其微弱,属于隔水层;随着注水水压升高,压水孔和水压监测孔间的岩体密集发生劈裂产生了裂隙,但规模较小,导水能力较弱,仅以微小裂隙的渗流为主。在反向压水试验过程中,导水通道数量较正向压水试验时有所增加,导致压水孔和水压监测孔间的压差降低,在水压监测孔和压水孔间形成了优势导水通道,只有超过临界导渗水压(F_(N-6)正断层的临界导渗水压为11 MPa)时才能形成实际的渗流状态。
关键词
煤层底板突水
围岩隔水能力
原位
测试
抗渗性能
双向
压
渗
测试
“三
孔
”法现场
压
渗
测试
技术
正向
压
水
反向
压
水
Keywords
water inrush from coal floor
water resisting capacity of surrounding rock
in-situ test
impermeability performance
two-way pressure permeability test
‘three-hole’method in-situ pressure permeability test technology
forward water pressure
reverse water pressure
分类号
TD745 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于孔压静力触探试验测试数据的原位固结系数物理信息神经网络反演方法
李林
左林龙
胡涛涛
宋博恺
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
4
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职称材料
2
基于非饱和剪切体变特征的马兰黄土液化评价方法
慕焕东
邓亚虹
赵勋昌
何乃楠
郑龙浩
何也
《岩土力学》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
煤层底板断层抗渗性能“三孔”原位测试与评价
戴磊
段李宏
《工矿自动化》
北大核心
2022
0
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职称材料
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