摘要：以所配制相似材料试样正交试验数据为基础，将多元线性回归和支持向量回归（SVR）相结合，研发了一种新型软土路基透明相似材料最优配比联合设计方法。选取重度、内摩擦角和黏聚力为材料物理力学性能评价指标，以石英砂粒径和胶石比（纳米级白炭黑与石英砂质量比）为影响因素，设计了二因素三水平正交试验方案；通过环刀试验和固结快剪试验测定了透明胶结土试样的物理力学性能评价指标，以材料的物理参数、强度特性和变形特征为切入点，验证了所配制透明相似材料用于模拟天然软土材料的可行性；按照2:8的比例随机划分测定的试验数据，应用其中20%的数据进行了多元线性回归方程组拟合，以量化计算最优配比将剩余80%数据用于机器学习，建立了最优配比有效性检验的SVR评价模型，搭建了软土透明相似材料最优配比联合设计方法；以广东省某实际工程为依托，完成了搭建方法的应用，实现了所配制透明相似材料与与原状土参数的高度契合。研究结果表明：透明胶结土的重度、内摩擦角和黏聚力分别为12.53～16.13 kN/m3、14.82°～27.07°和2.3～31 kPa，归一化强度演化路径与天然软土应力应变响应具有本构相似性，所配制的透明胶结土可有效模拟天然软土；石英砂粒径和胶石比对重度、内摩擦角和黏聚力影响显著，重度、内摩擦角、黏聚力的变化均可由石英砂粒径和胶石比进行有效表达；建立的SVR评价模型对重度、内摩擦角和黏聚力的拟合优度分别为0.980 4、0.979 6和0.999 7。研究结果可为软土路基相关可视化模型试验的设计与实施提供理论支撑。
文章目录
0 引 言
1 正交试验设计与参数测定
1.1 正交试验设计
1.2 试验结果分析
2 最优配比联合设计
2.1 最优配比计算方程
2.2 回归模型检验分析
2.2.1 重度的统计验证
2.2.2 内摩擦角的统计验证
2.2.3 黏聚力的统计验证
2.3 最优配比计算方法搭建
3 最优配比评价模型
3.1 评价模型构建
3.2 评价结果分析与有效性检验
4 实例应用
4.1 工程概况
4.2 最优配比确定
4.3 最优配比有效性检验
5 结 语
