利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)混合土的承載力

姜旭

摘要：由于土的力學(xué)性質(zhì)，土的承載力發(fā)生變化，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在大多數(shù)的巖土工程中，有幾個(gè)土力學(xué)實(shí)驗(yàn)，在應(yīng)用之前需要進(jìn)行解釋。土體相互作用的力學(xué)特性使土體承載力的預(yù)測(cè)變得復(fù)雜。然而，建筑工程安全性的增強(qiáng)需要對(duì)土體試驗(yàn)和設(shè)計(jì)結(jié)果的解釋，以便在某巖土工程中得到恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用。本研究提出用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)混合土特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以預(yù)測(cè)由于土的力學(xué)特性相互作用而產(chǎn)生的土的安全承載力現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：承載力力學(xué)性能;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);混合土壤

通過室內(nèi)試驗(yàn)研究了紅土在混合土過程中的特性，并對(duì)混合土的力學(xué)特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，以提高混合土的安全承載力;通過改變混凝土基礎(chǔ)尺寸和土的力學(xué)特性，系統(tǒng)地研究了混合土地基承載力。為研究沿海地區(qū)地基的承載力，對(duì)海嘯行為進(jìn)行了數(shù)值模擬，提出了紅樹林增強(qiáng)地基，土基承載力還與土基的地震位移有關(guān)，通過在地基中發(fā)育密集區(qū)來增強(qiáng)路堤土基承載力，研究了黏性土和復(fù)合地基的承載力，以及粉質(zhì)黏土、曼谷軟黏土、粉煤灰和底灰混合料、紅麻纖維紅砂黏土混合料等土混合料在不允許沉降的情況下，變形和剪切破壞被稱為土的安全承載力，最大動(dòng)荷載和靜荷載單獨(dú)或作用可施加在土基上。土基的安全承載力是巖土工程設(shè)計(jì)中的一種額度安全。土的力學(xué)性質(zhì)在土基中起著重要的作用，它們?cè)趯⒑奢d從結(jié)構(gòu)傳遞到地基中時(shí)支持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。對(duì)土工試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕忉?，可顯著提高巖土工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。另一方面，土體相互作用的力學(xué)特性使地基土承載力的預(yù)測(cè)變得復(fù)雜。表中列出了混合土的力學(xué)特性和計(jì)算的安全承載力。了解釋本次調(diào)查步驟的流程圖。整個(gè)研究包含五個(gè)步驟對(duì)收集到的巖土現(xiàn)場(chǎng)勘察或室內(nèi)試驗(yàn)土模擬數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析的準(zhǔn)確性在預(yù)測(cè)和評(píng)估上更為準(zhǔn)確。第4步，統(tǒng)計(jì)分析：從文獻(xiàn)報(bào)道的一組選定數(shù)據(jù)中，土壤力學(xué)性質(zhì)的各元素表現(xiàn)不同，這些元素之間的相互作用要求在土的混合料設(shè)計(jì)中選擇合適的安全承載力范圍的技術(shù)。為建立土的安全承載力直方向，選取類間距為500，計(jì)算土的安全承載力頻率。為了找出每500個(gè)區(qū)間重復(fù)安全軸承的強(qiáng)度，將相對(duì)頻率分為類。在構(gòu)造直方圖中為每一類繪制矩形后，繪制安全承載力概率進(jìn)行預(yù)測(cè)。概率分析采用中心極限定理。在中央L的應(yīng)用中其中X1、X2、…、…、… .、Xn構(gòu)成群體的隨機(jī)樣本，μ為均值，σ 2為方差。ANN包含三層，分別是輸入層、隱含層和輸出層。這三層集成了對(duì)地基安全承載力機(jī)理的評(píng)估和預(yù)測(cè)。本研究在ANN分析中已經(jīng)采用了一個(gè)隱含層。ANN中最小隱含層為1，最大隱含層取決于問題復(fù)雜度。采用ANN進(jìn)行最優(yōu)含水率（%）、密度（kN / m3）、摩擦角（deg）和土體黏聚力（kN / m2）影響下的安全承載力預(yù)測(cè)。

檢查最大載荷是否發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。盡管由于數(shù)值過程的不準(zhǔn)確性，對(duì)于較粗的網(wǎng)格（即較大的梁），數(shù)值過程變得越來越大，但工作假設(shè)是正確的。當(dāng)選擇應(yīng)變軟化行為的雙線性近似時(shí)，對(duì)于一定的初始斜率0′，斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)于低于極限值（IL）的值，則最大載荷保持不變。

本工作的目的是分析圖的形狀對(duì)有、無缺口三點(diǎn)加載梁承載力的影響。該工作基于這樣的假設(shè)：當(dāng)達(dá)到最大載荷時(shí)，臨界節(jié)點(diǎn)k處的開口小于或等于斷點(diǎn)位移βwc時(shí)，最大載荷只取決于分段線性應(yīng)變軟化近似的初始斜率。在這種情況下，位于同一初始斜率上的不同斷點(diǎn)的選擇只會(huì)影響峰后響應(yīng)。

因此，如果斷裂區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的開度不超過斷點(diǎn)位移直至最大載荷，則斷裂區(qū)的應(yīng)力傳遞能力只取決于近似的第一線性部分，在預(yù)測(cè)載荷r時(shí)對(duì)應(yīng)變軟化曲線其馀部分所考慮的假設(shè)不敏感

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