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考虑不确定性的土水特征曲线模型确定方法比较研究

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【作者】 张国萍王林曹子君李典庆

【Author】 ZHANG Guoping;WANG Lin;CAO Zijun;LI Dianqing;State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science,Institute of Engineering Risk and Disaster Prevention,Wuhan University;

【通讯作者】 王林;

【机构】 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室工程风险与防灾研究所

【摘要】 土水特征曲线(SWCC)描述了非饱和土中体积含水量(或有效饱和度)与压力水头(或基质吸力)之间的关系。SWCC作为非饱和土力学中的基本函数,可用于研究非饱和土的抗剪强度、渗透特性以及变形特性等,在非饱和土力学应用中发挥着重要作用。工程实践中,通常可采用直接试验方法测得SWCC数据。由于直接试验方法条件苛刻且耗时较长,难以获得体积含水量范围内完整的SWCC数据。在有限试验数据条件下,如何更好的选择SWCC模型是一个关键问题。本文系统对比了考虑不确定性条件下解决该问题的3种方法,即贝叶斯模型比选方法(Bayesian)、Akaike information criterion(AIC)识别准则和Bayesian information criterion(BIC)识别准则。首先介绍了上述3种模型比选方法;然后,采用UNSODA数据库中试验数据开展研究,分别从拟合度和罚值2个方面综合比较3种方法在SWCC模型比选过程中的差异。结果表明:给定试验数据条件下,3种方法所确定的最优SWCC模型不尽相同,Bayesian方法在考虑模型罚值的同时更好地反映了试验数据信息,AIC、BIC准则中不同SWCC模型的拟合度可能十分接近,此时模型比选结果受模型罚值影响显著。

【基金】 国家重点研发计划(2016YFC0800200);国家自然科学基金项目(51528901,51679174,51779189)~~
  • 【DOI】10.13577/j.jnd.2018.0420
  • 【分类号】TU43
  • 【下载频次】29
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