CPTU数据校准黏土和砂土统一模型本构参数的随机力学-贝叶斯方法

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摘要黏土-砂土统一本构模型CASM(Clay And Sand Model)与剑桥模型相比引入了状态参数，可描述黏土和砂土的复杂力学状态，但其本构参数(一类精细的岩土参数)因存在天然的变异性和认知的不确定性，难以精细确定。以CASM模型为基础推导球孔扩张和孔压静力触探试验CPTU(Piezocone Penetration Test)贯入机理，结合原位测试数据，采用随机力学-贝叶斯方法校准关键本构模型参数，如间隙比、应力状态系数、临界状态应力比和超固结比。首先推导基于CASM模型的球孔扩张理论，解释极限扩孔应力与CPTU数据的贯入力学机理。然后提出基于MCMC(Markov Chain Monte-Carlo)法的贝叶斯抽样算法。最后采用以上随机力学-贝叶斯方法校准上海苏州河段深层排水调蓄管道系统工程云岭西地区第⑧1层土和第⑧2层土的本构模型参数，并通过数值模拟评估本构模型参数后验分布的准确性。研究结果表明：本构参数经过贝叶斯理论校准后，其变异性减小，且具有一定的统计相关性。利用校准后的本构参数进行基坑开挖模型数值计算，得到的结果更加符合工程监测值，证明了利用原位测试数据校准本构参数的随机力学-贝叶斯方法的有效性。以上研究揭示了CASM本构模型与CPTU数据之间的力学机理和数学统计规律，并为其他本构模型的开发和参数校准提供了新的研究思路。

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	王长虹马铖涛吴昭欣王昆汤道飞

关键词 ：球孔扩张理论, 本构参数, 贝叶斯方法, 参数校准, 孔压静力触探试验

引用本文:

王长虹马铖涛吴昭欣王昆汤道飞. CPTU数据校准黏土和砂土统一模型本构参数的随机力学-贝叶斯方法[J]. 土木工程学报, 2022, 55(10): 101-116.
Wang Changhong Ma Chengtao Wu Zhaoxin Wang Kun Tang Daofei. Stochastic mechanics based Bayesian method of calibrating the constitutive parameters of Clay and Sand Model with CPTU data. 土木工程学报, 2022, 55(10): 101-116.

链接本文:

http://manu36.magtech.com.cn/Jwk_tmgcxb/CN/ 或 http://manu36.magtech.com.cn/Jwk_tmgcxb/CN/Y2022/V55/I10/101