土水特征曲线试验单阶段贝叶斯优化设计方法

作     者：李典庆 丁少林 曹子君 陶睿 LI Dianqing;DING Shaolin;CAO Zijun;TAO Rui

作者机构：武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 武汉大学工程风险与防灾研究所湖北武汉430072 挪威科技大学土木与环境工程学院特隆赫姆7047 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(U2240211) 国家自然科学基金面上项目(51879205) 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2023年第45卷第6期

页      码：1212-1221页

摘      要：直接测量土水特征曲线(SWCC)十分耗时。因此,SWCC试验通常只能获得有限的试验数据,基于有限数据估计SWCC不可避免地存在不确定性。因此,合理地确定试验方案(即指定SWCC测点控制变量的值),以提高试验数据的价值,减少所估计SWCC的不确定性十分重要。基于SWCC模型参数先验信息和试验仪器信息,提出了一种SWCC试验单阶段贝叶斯优化设计(OBEDO)方法。首先,所提方法通过离散试验控制变量(比如基质吸力)生成试验方案设计空间;设计空间中的候选试验方案由控制点及附加点构成,其作用分别为控制SWCC的主要趋势和降低SWCC的不确定性。然后,采用期望效用量化候选试验方案对应数据的价值,并利用子集模拟优化(SSO)方法搜索具有最大期望效用的候选试验方案。最后选取具有最大期望效用的候选试验方案为最优试验设计方案。通过一个SWCC试验设计实例说明了所提方法的有效性。结果表明,所提方法可为考虑不确定性条件下的SWCC试验设计提供一个合理的工具。

主 题 词：贝叶斯方法 子集模拟 试验设计 信息价值 土水特征曲线 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.11779/CJGE20220263

馆 藏 号：203122281...