[發明專利]單樁水平承載力的快速檢測方法

有效

• 申請號: 202110372200.X
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113152541B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 王浩;龐振浩;萬亞華;茅建校;倪有豪;暢翔宇;衛俊嶺
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D27/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.一種單樁水平承載力的快速檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S10，采集待測單樁在各種工況下的特征數據，根據各組特征數據構建待測輸入矩陣和輸出向量；其中，所述特征數據包括地質條件、樁徑、樁身材料和/或埋深；

S20，通過輸入矩陣和輸出向量訓練出單樁水平承載力的快速檢測模型；所述快速檢測模型包括：其中，表示待測輸入向量，表示最優權重系數向量，表示水平承載力估計向量；

S30，采集現場的特征數據，根據訓練好的快速檢測模型確定待測單樁的水平承載力；

快速檢測模型的構建過程包括：

S21，采集樣本輸入數據和樣本輸出數據，根據樣本輸入數據和樣本輸出數據構建樣本數據；其中，所述樣本輸入數據包括預先采集的多個單樁特征數據，所述樣本輸出數據包括樣本輸入數據對應的水平承載力；

S22，構建單樁特征數據與水平承載力之間的輸入-輸出關系；所述輸入-輸出關系包括：R＝X A+ε(σ²)，其中，A表示權重系數向量，X表示樣本輸入數據，R表示樣本輸出數據，ε(σ²)為水平承載力的擬合誤差，ε(σ²)～N(0,σ²E_N)，E_N為N維單位矩陣，σ²表示水平承載力模型誤差的方差，N(0,σ²E_N)表示以零為均值，協方差矩陣為σ²E_N的N維正態分布，符號～表示服從某種分布形式；

S23，采用據貝葉斯定理針對輸入-輸出關系確定權重系數向量A的后驗分布；

S24，根據權重系數向量A的后驗分布確定權重系數向量A的最優解，以得到最優權重系數向量根據最優權重系數向量和輸入-輸出關系確定快速檢測模型；

權重系數向量A的后驗分布包括：

最優權重系數向量包括：

其中，p(A|σ²,D)表示權重系數向量A的后驗分布，p(D|A,σ²)為預先采集的單樁特征數據的似然函數，表征權重系數向量A和σ²在線性方程模型下對系統單樁特征數據和該單樁特征數據對應的水平承載力之間的擬合程度，符號∝表示成正比，p(A)為A的先驗分布，p(σ²)為σ²的先驗分布，argmax p(A|σ²,D)表示求p(A|σ²,D)的最大值。

2.根據權利要求1所述的單樁水平承載力的快速檢測方法，其特征在于，在根據權重系數向量A的后驗分布確定權重系數向量A的最優解，以得到最優權重系數向量根據最優權重系數向量和輸入-輸出關系確定快速檢測模型之后，還包括：

S25，若小于預先設定的誤差閾值，判定快速檢測模型構建完成，若大于或者等于預先設定的誤差閾值，則增大樣本數據的維數，返回執行步驟S21，直至檢測到小于預先設定的誤差閾值。

3.根據權利要求1所述的單樁水平承載力的快速檢測方法，其特征在于，若p(A)和p(σ²)的先驗分布均服從均勻分布，最優權重系數向量為：上標T表示轉置；

若p(A)服從高斯分布和p(σ²)服從逆伽馬分布，最優權重系數向量為：A₀表示p(A)的均值，Σ_A表示p(A)的協方差矩陣，上標-1表示求逆。

4.根據權利要求1至3任一項所述的單樁水平承載力的快速檢測方法，其特征在于，水平承載力估計向量的95％置信區間為：其中，[]表示雙閉區間，表示的方差。