土水特征曲线试验单阶段贝叶斯优化设计方法

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.

关键词：贝叶斯方法、子集模拟、试验设计、信息价值、土水特征曲线

所属期刊栏目：45

分类号：TU411(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1212-1221